Cette page a été consultée 1 fois aujourd'hui et 0 fois hier (au total : 83)
\( \newcommand{\dom}[1]{\textbf{dom}\,#1} \newcommand{\ima}[1]{\textbf{im}\,#1} \def\lr#1#2#3{\ensuremath{\left#1#3\right#2}} \newcommand{\intf}[2]{\left[ #1\, ; #2 \right]} \newcommand{\into}[2]{\left] #1\, ; #2 \right[} \newcommand{\intfo}[2]{\left[ #1\, ; #2 \right[} \newcommand{\intof}[2]{\left] #1\, ; #2 \right]} \newcommand{\Par}[1]{\left( #1 \right)} \)
Exercice 1 : Indiquez si les affirmations suivantes sont vraies ou fausses. Écrivez vos réponses sur votre feuille à en-tête. Il n'est pas nécessaire de justifier vos réponses.
n° 1.1 : La fonction \(x \mapsto \arcsin(x)-2\) est toujours strictement négative \(\forall x \in \left[-1;1\right]\)
Solution
Solution
VRAI
\(\arcsin(x) \in \left[-\tfrac{\pi}{2};\tfrac{\pi}{2}\right] \implies \arcsin(x)-2 \in \left[-\tfrac{\pi}{2}-2;\tfrac{\pi}{2}-2\right]\)
puisque \(\tfrac{\pi}{2}-2<0\), on a bien \(\arcsin(x)-2<0\)
n° 1.2 : L'équation \(\arcsin^2 x -\arccos^2 x = 0\) possède deux racines distinctes
Solution
Solution
FAUX
\(\begin{aligned}[t] \arcsin^2 x -\arccos^2 x = 0 &\iff \left(\arcsin x +\arccos x\right)\left(\arcsin x -\arccos x\right) = 0 \\ &\iff \tfrac{\pi}{2}\left(\arcsin x -\arccos x\right) = 0 \\ &\iff \arcsin x =\arccos x \end{aligned}\)
Les graphes des fonctions \(\arcsin\) et \(\arccos\) ne se coupent qu'en un seul point.
L'équation de départ ne possède qu'une seule racine.
note : pour tout réel compris entre -1 et 1 : \(\arcsin x +\arccos x = \frac{\pi}{2}\)
n° 1.3 : \(\lim\limits_{x\to 0} \frac{\arctan(2x)}{4x}=\frac{1}{2}\)
Solution
Solution
VRAI \[\begin{aligned}[t] \lim\limits_{x\to 0} \frac{\arctan(2x)}{4x} &= \left[\frac{0}{0}\right] \\ &= \lim\limits_{x\to 0} \frac{\tfrac{2}{1+4x^2}}{4}\\ &= \lim\limits_{x\to 0} \frac{1}{2 \left( 1+4x^2 \right) } = \frac12\\ \end{aligned}\]
n° 1.4 : \(\arccos\left(1-x^2\right)=0 \iff x=0\)
Solution
Solution
VRAI \[\arccos\left(1-x^2\right)=0 \iff 1-x^2 = 1 \iff x^2=0 \iff x=0\]
n° 1.5 : \(\sin \left( \arcsin \left( \frac{12}{11}\right) \right) = \frac{12}{11}\)
Solution
Solution
FAUX car \(\frac{12}{11} \notin \left[-1;1\right]\)
n° 1.6 : La dérivée de \(f(x) = \arccos^2 x\) est \(\frac{2\arccos x}{\sqrt{1-x^2}}\)
Solution
Solution
FAUX \[\left( \arccos^2 x\right)' = -\frac{2\arccos x}{\sqrt{1-x^2}}\]
n° 1.7 : \(\forall x\in \left[-1;1\right] \ : \ \cos^2 \left( \arcsin x\right) = 1+x^2\)
Solution
Solution
FAUX car \(\cos^2 \left( \arcsin x\right) = 1 - x^2\)
Exercice 2 : Citez la formule de De Moivre (on ne demande pas de la démontrer). Appliquez-la pour calculer la forme algébrique de \( \left( -1 + \mathbf{i} \sqrt{3}\right) ^{343} \).
Solution
Solution
Formule de Moivre : $$\left( r \ \textbf{cis} \ \varphi \right)^n = r^n\ \textbf{cis} \left( n\cdot\varphi\right) $$ La forme trigonométrique de \( -1 + \mathbf{i} \sqrt{3} \) est \( 2\ \textbf{cis} \left(\frac{2\pi}{3} \right) \) et la formule de de Moivre \[ (-1 + \mathbf{i} \sqrt{3})^{343} = 2^{343} \ \textbf{cis}\left( 343 \times \frac{2\pi}{3}\right) \] donne rapidement \[\begin{aligned} &= 2^{343} \ \textbf{cis}\left(228\pi + 2\pi/3 \right) \\ &= 2^{343} \ \textbf{cis}\left( \frac{2\pi}{3}\right)\\ &= 2^{343}(-1 + \mathbf{i} \sqrt{3}) \end{aligned}\]
Exercice 3 : On considère la fonction $f : x \mapsto 3-\sqrt{2-x}$
n° 3.1 : Donnez $\dom f$ et $\ima f$.
Solution
Solution
$\dom f = \intof{-\infty}{2}$ et $\ima f = \intof{-\infty}{3}$.
n° 3.2 : Cette fonction possède une réciproque fonctionnelle. Quelle est son expression analytique ? Indiquez son domaine d'existence et son ensemble image.
Solution
Solution
$\begin{aligned}[t]
x=3-\sqrt{2-y}
&\iff \sqrt{2-y}=3-x
&\iff {2-y}=\Par{3-x}^2
&\iff y=2-\Par{3-x}^2
\end{aligned}
$
L'expression anaytique de $f^{-1}$ est $2-\Par{3-x}^2$ ou $-7+6x-x^2$. Plus précisément, \[f^{-1} : \intof{-\infty}{3} \to \intof{-\infty}{2} ~;~ x \mapsto 2-\Par{3-x}^2\] et $\dom f^{-1} = \intof{-\infty}{2}$ et $\ima f^{-1} = \intof{-\infty}{3}$.
Exercice 4 : Résoudre dans \(\mathbb C\) les équations en l'inconnue \(z\) suivantes :
n° 4.1 : \( \left( 2+ \mathbf{i}\right) z - (1- \mathbf{i} )^2 = 0\)
Solution
Solution
\[\begin{aligned} \left( 2+ \mathbf{i}\right) z - (1- \mathbf{i} )^2 = 0 &\iff z = \frac{(1- \mathbf{i} )^2}{2+ \mathbf{i}}\\ &\iff z = \frac{-2\mathbf{i}}{2+ \mathbf{i}}\cdot \frac{2-\mathbf{i}}{2-\mathbf{i}}\\ &\iff z = \frac{-2-4\mathbf{i}}{5} \end{aligned} \] Solution : S\(= \left\lbrace -\frac{2}{5}-\frac{4}{5}\mathbf{i} \right\rbrace\)
n° 4.2 : \(z^2+z+1+\mathbf{i}=0\)
Solution
Solution
$\rho = 1^2-4.1.(1+\mathbf{i}) = -3-4\mathbf{i}$ et RCC$\left( \rho\right) = \pm \left( 1-2\mathbf{i}\right) $ $$z=\begin{cases} \frac{-1+1-2\mathbf{i}}{2} = -\mathbf{i} \\\frac{-1-1+2\mathbf{i}}{2} = -1+\mathbf{i} \end{cases}$$ Solution : S\(= \left\lbrace -\mathbf{i} \ ; \ -1+\mathbf{i} \right\rbrace\)
Exercice 5 : Soit $f : \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R} \; ; \; x \mapsto x \cdot \arcsin{\left(\frac2x\right)}$
n° 5.1 : Détermine son domaine de définition.
n° 5.2 : Calcule en détail $\lim_{x \to +\infty} f(x)$
n° 5.3 : Que signifie, d'un point de vue graphique, le résultat obtenu au point précédent ?
Solution
Solution
1) CE : $-1\leq \frac1x \leq 1 \text{ et } x\neq 0 \iff x\in]-\infty;-1]\cup[1;+\infty[$ \qquad $\dom f = ]-\infty;-1]\cup[1;+\infty[$
2) \begin{align} \lim\limits_{x \to -\infty} f(x) &= \lim\limits_{x \to -\infty} x\cdot\arcsin{\left(\frac1x\right)} = -\infty \cdot 0^- \qquad \text{FI}\\ &= \lim\limits_{x \to -\infty} \frac{\arcsin{\left(\frac1x\right)}}{\frac{1}{x}} = \frac{0^-}{0^-}\\ &= \lim\limits_{x \to -\infty} \frac{\frac{1}{\sqrt{1-\frac{1}{x^2}}}\cdot \left ( -\frac{1}{x^2}\right ) }{-\frac{1}{x^2}}\\ &= \lim\limits_{x \to -\infty} \frac{1}{\sqrt{1-\frac{1}{x^2}}} = 1 \end{align}
3) d'un point de vue graphique, le graphe de $f$ possède une asymptote horizontale à gauche d'équation $y=1$
Exercice 6 : Soit \(z=\left( 1+m^2\right) + \left( \sqrt{12}\cdot m\right) \mathbf{i}\), un nombre complexe où \(m\) est un paramètre réel.
Recherchez l'unique valeur réelle du paramètre \(m\) qui vérifie \(\text{arg} \left( z\right) = \frac{5\pi}{3}\)
Solution
Solution
$\tan \left( \dfrac{5\pi}{3} \right) = \dfrac{\sqrt{12}\cdot m}{1+m^2}$ et $m<0$ \[\begin{aligned}[t] -\sqrt{3}= \dfrac{\sqrt{12}\cdot m}{1+m^2} &\iff -\sqrt{3}\left( 1+m^2\right) = \sqrt{12}\cdot m \\ &\iff 1+m^2 = -2 m \\ &\iff (1+m)^2 = 0 \\ &\iff m=-1 \end{aligned}\] $-1$ est l'unique valeur réelle du paramètre \(m\) qui vérifie \(\text{arg} \left( z\right) = \frac{5\pi}{3}\)