Une fonction réelle d'une variable réelle est dérivable en un point a quand elle admet une dérivée finie en a, c'est-à-dire, intuitivement, quand elle peut être approchée de manière assez fine par une fonction affine au voisinage de a.
Une fonction f:I→R f : I → R est donc dérivable en a si et seulement s'il existe α∈R α ∈ R et une fonction ε définie dans un intervalle J ouvert contenant 0 , vérifiant limh→0ε(h)=0 lim h → 0 ε ( h ) = 0 tels que ∀h∈J, f(a+h)=f(a)+αh+hε(h). ∀ h ∈ J , f ( a + h ) = f ( a ) + α h + h ε ( h ) .
Le nombre dérivée de la fonction f au point a est par définition la pente de la tangente, si elle existe, à la courbe représentative de f au point d'abscisse a. Il se note f'(a). On suppose la fonction f dérivable en a. Elle admet donc une tangente au point A d'abscisse a, d'équation y = mx + p.
On dit qu'une fonction est dérivable en 𝑥 = 𝑥 si ces limites existent. Si seule la limite à gauche ou à droite existe, alors on dit que la fonction est dérivable en 𝑥 = 𝑥 à gauche ou à droite respectivement.
Parfois, la fonction est définie par prolongement par continuité en ce point. Pour justifier de la dérivabilité en ce point, on revient alors à la définition, en calculant le taux d'accroissement et en vérifiant s'il admet une limite, ou alors, si on connait, on applique le théorème de prolongement d'une dérivée.
La dérivée, 𝑓 ′ ( 𝑥 ) est positive lorsque la courbe est au-dessus de l'axe des 𝑥 , et est négative lorsque la courbe est sous l'axe des 𝑥 .
D'après le théorème des fonctions réciproques, la fonction est dérivable en tout point image d'un tel que. Mais on a : f ′ ( x ) = 0 ⇔ x = 0 , donc est dérivable en tout point autre que. Donc est dérivable sur. Représentation graphique de et de dans un repère orthonormé.
En mathématiques, la dérivée d'une fonction d'une variable réelle mesure l'ampleur du changement de la valeur de la fonction (valeur de sortie) par rapport à un petit changement de son argument (valeur d'entrée). Les calculs de dérivées sont un outil fondamental du calcul infinitésimal.
Exemple. Soit f une fonction de la variable réelle x définie par f ( x ) = 8 x + 32 . La fonction est définie pour tous les x tels que est positif ou nul et seulement pour ceux-ci. La quantité est positive ou nulle si et seulement si 8 x est supérieur ou égal à − 32 .
On dit qu'une fonction f est dérivable sur un intervalle I lorsque f est dérivable en tout point de I. On note f la fonction dérivée de f qui à tout x ∈I associe f (x). Si g ne s'annule pas sur I, f g est aussi dérivable sur I et ( f g ) = f g − fg g2 .
On a ainsi : f (x) = u(x) + v(x). Pour tout x de R , u'(x) = 1 et v'(x) = 2x. On constate sur cet exemple que : f '(x) = u'(x) + v'(x) .
Une fonction est dérivable sur un intervalle si elle est dérivable en tout point de cet intervalle. L'ensemble des points sur lesquels une fonction est dérivable est son ensemble de dérivabilité. En classe de première, la dérivabilité sur un intervalle est toujours précisée dans l'énoncé des exercices.
Si f est une fonction qui va de [a,b] dans R et si x0∈[a,b], x 0 ∈ [ a , b ] , le taux d'accroissement de f en x0 est la fonction définie, là où c'est possible, par Tx0(h)=f(x0+h)−f(x0)h. T x 0 ( h ) = f ( x 0 + h ) − f ( x 0 ) h .
Une fonction définie par morceaux est une fonction dont l'expression dépend de l'intervalle auquel appartient la variable. Par exemple la fonction f telle que f(x) = 2x si x < 0 et f(x) = 3x si x ≥ 0, est une fonction définie par morceaux.
Le domaine de définition et l'ensemble image de la fonction racine carrée définie par 𝑓 ( 𝑥 ) = √ 𝑥 , est [ 0 ; + ∞ [ . Plus généralement, le domaine de définition d'une fonction composée avec la racine carrée √ 𝑔 ( 𝑥 ) peut être identifié en déterminant les valeurs de 𝑥 satisfaisant 𝑔 ( 𝑥 ) ⩾ 0 .
Définition. La dérivée d'une fonction f(x) représente le taux de variation de cette fonction. Elle peut être dénotée f'(x) ou encore dfdx. Le calcul et l'étude de la dérivée sont des notions importantes dans l'étude des fonctions.
si la dérivée est nulle sur tout l'intervalle, la fonction est constante sur cet intervalle. Exemple : la fonction est définie sur . Sa dérivée est toujours positive (ou nulle pour x = 0). Cette fonction est donc croissante sur son domaine de définition.
Théorème : Soit I un intervalle de R et f:I→R f : I → R dérivable. Alors : f est croissante sur I si et seulement si, pour tout x∈I x ∈ I , f′(x)≥0 f ′ ( x ) ≥ 0 ; f est strictement croissante sur I si et seulement si f′≥0 f ′ ≥ 0 et si f′ n'est identiquement nulle sur aucun intervalle [a,b]⊂I [ a , b ] ⊂ I avec a<b .
Définition Taux d'accroissement
Soit f une fonction définie sur un intervalle I et deux nombres et dans cet intervalle. On appelle taux d'accroissement de entre et le quotient T a ( h ) = f ( a + h ) − f ( a ) h .
Le solde naturel est la différence entre le nombre de naissances vivantes et le nombre de décès calculé le plus souvent au cours d'une année. En général, le nombre de naissances est supérieur à celui des décès, on parle alors d'accroissement naturel.
2. Augmentation en quantité, en valeur, en intensité : Accroissement de la production, de la population. 3. Variation de l'effectif d'une population durant une période, définie par la somme de la balance des naissances et des décès(accroissement naturel) et de la balance migratoire (migration nette).
Pour lire graphiquement f '(0), on lit le coefficient directeur de la tangente en B. Pour cela, on peut : lire les coordonnées d'un autre point C de la droite et calculer le coefficient directeur . Ainsi, f '(0) = –1,5.
la limite en 0 de n'existe pas. On ne peut alors parler ni de nombre dérivé, ni de tangente en . Les limites à droite et à gauche en 0 du rapport n'étant pas égales, on ne peut parler de limite en 0. La fonction valeur absolue n'est donc pas dérivable en 0.
Pour calculer le nombre dérivé, il faut utiliser la formule suivante : lim h → 0 f ( a + h ) − f ( a ) h . Il est également possible d'évaluer la fonction dérivée au point donné.
Exemple d'utilisation : pour définie sur , sa fonction dérivée est car la dérivée de x2 est 2x (comme on a 3x2, on multiplie 2x par 3) et la dérivée de x est 1 (que l'on multiplie par -2).