
1 Dérivées de composées / 4 pts
Dérive chacune des fonctions sur l’intervalle indiqué :
- f(x) = (4x − 1)⁵ sur ℝ
- g(x) = e−3x+1 sur ℝ
- h(x) = √(x² − 2x + 5) sur ℝ
- k(x) = (2x + 5)e2x sur ℝ
2 Étude d’une fonction (calculatrice autorisée) / 6 pts
Soit f la fonction définie sur ℝ par f(x) = (1 − x)ex. On admet que f(x) → 0 quand x → −∞.
- Montre que f′(x) = −xex.
- Étudie le sens de variation de f, calcule la limite de f en +∞ et dresse le tableau de variations.
- Montre que f″(x) = −(x + 1)ex et étudie la convexité de f.
- Justifie que la courbe admet un point d’inflexion A, donne ses coordonnées exactes et une équation de la tangente en A.
3 Lecture d’une dérivée / 4 pts
Soit f une fonction deux fois dérivable sur [−3 ; 5]. Sa dérivée f′ est croissante sur [−3 ; 0] de −2 à 1, décroissante sur [0 ; 3] de 1 à −3, croissante sur [3 ; 5] de −3 à 2.
- Donne les intervalles de convexité et de concavité de f.
- Quelles sont les abscisses des points d’inflexion de la courbe de f ?
- Combien l’équation f′(x) = 0 a-t-elle de solutions dans [−3 ; 5] ? Justifie.
- Peut-on affirmer que f est décroissante au voisinage de x = −3 ? Justifie.
4 Optimisation : la canette (calculatrice autorisée) / 4 pts
On fabrique une canette cylindrique, sans épaisseur, de volume 330 cm³, de rayon r cm et de hauteur h cm. On cherche r qui minimise la quantité de métal, c’est-à-dire l’aire totale S.
- Exprime h en fonction de r, puis montre que S(r) = 2πr² + 660r pour r > 0.
- Calcule S′(r) et montre qu’elle s’annule pour r³ = 165π.
- Justifie que S admet un minimum en cette valeur de r (étudie S″), puis donne r et h arrondis au centième.
5 Une inégalité par convexité / 2 pts
1. Justifie que pour tout réel t, et ≥ t + 1.
2. En déduire que, pour tout réel x < 1, ex ≤ 11−x.

