Chapitre 7: Dérivées

Anni Mirabiles
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  • 1666 (Newton): calcul différentiel et intégral, la loi universelle de la gravitation, optique, équations du mouvement.
  • 1905 (Einstein): effet photoélectrique, mouvements Browniens, relativité,
  • 1972: naissance de Zidane, Rivaldo, Figo et Nedved
  • 2023: Marius Joly, David Annenkoff, Rolando Guerrieri, Jonas Marchal mettent un auditoire entier en échec. Le nom de Khoi Nguyen apparaît sur la liste des meilleurs scores d'un minigolf à Woluwe-Saint-Lambert.

Einstein à propos de ce chapitre
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Quote (Albert Einstein)

In order to put his system into mathematical form at all, Newton had to devise the concept of differential quotients and propound the laws of motion in the form of total differential equations—perhaps the greatest advance in thought that a single individual was ever privileged to make.

Zidane à propos d'Einstein
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Quote (Zizou à propos d'Enstein)

"Vous savez, l'annus mirabilis d'Einstein en 1905, c'était vraiment exceptionnel. Ce Monsieur Einstein a révolutionné la physique, apportant des idées qui ont changé notre compréhension de l'univers, tout comme mon fameux coup de boule en 2006 a changé la façon dont nous nous souvenons de la Coupe du Monde . C'était un moment où tout a basculé, à la fois pour lui et pour moi.

Quote (Newton à propos d'Enstein)

What Einstein did was a good step. I would have added much several ways, had I been acquainted with Jimmy's works. If he hath seen further than me, it is by standing on my giant shoulders. They are still very sore and I need a backrub.

La véracité de la dernière citation

Vers la dérivée
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Question

Comment définir la pente en un point d'une courbe?

  1. On approxime la courbe en ce point par une droite sécante
  2. On calculce la pente de cette droite
  3. On améliore notre approximation en rapprochant le second point du premier

Nombre dérivé
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Definition (Nombre dérivé)

Example

  • Si , alors
  • Si , alors

Autres notation: , .

Interprétation
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La dérivée donne la pente du graphe en chaque point. D'une certaine manière, elle décrit l'inclinaison de votre pied si vous marchez sur le graphe de gauche à droite.

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Question

Que se passe-t-il aux sommets ou dans les vallées?

Dérivée des fonctions usuelles
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Theorem

Examples: dérivées
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Exercise

Trouver les points de la courbe où la tangente est horizontale.

Exercise

L'équation du mouvement d'une particule est est mesurée en centimètres et en secondes. Trouver l'accélération comme une fonction du temps. Que vaut l'accélérations après deux secondes?

Exercise (MRUA)

Si la position est donnée par , calcule l'accélération.

Dérivée et opérations de fonctions
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Theorem

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Example

Dériver les fonctions suivantes:

  1. et

Plus d'exemples
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Exercise

Dériver les fonctions suivantes:

Dérivée et croissance
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Theorem

Soit une fonction dérivable sur .

  • est croissante sur ssi sur cet intervalle
  • est décroissante sur ssi sur cet intervalle
  • est constante sur ssi sur cet intervalle

Dérivée seconde et concavité
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Definition

Soit une fonction deux fois dérivable sur .

  • Elle est convexe (tournée vers le haut) ssi
  • Elle est concave (tournée vers le bas) ssi
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Recherche d'extrema
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Theorem (Dérivées et extremum)

Si atteint un extremum local en un point intérieur du domaine et est dérivable en ce point, alors .

Theorem (Extrema et dérivée seconde)

Soit une fonction deux fois dérivable sur .

  • Si et , alors c'est un minimum local.
  • Si et , alors c'est un maximum local.

Recherche d'extrema: exemple
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Example (Question d'examen)

Une courbe a pour équation

  1. Calculer et
  2. Montrer que est un point critique.
  3. Est-ce un maximum ou un minimum?
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Équation de la tangente
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Proposition

La tangente au graphe de en est la droite d'équation

Théorème fondamental
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Theorem (Théorème fondamental du calcul différentiel et intégral)

Exercices
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