Source Latex: Devoir corrigés de mathématiques en Première S


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Type: Devoir
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Description
Devoir maison de mathématiques, première S: calcul de limites de fonctions, asymptote, variation d'une fonction, aire d'un triangle construit à partir de l'hyperbole de la fonction inverse, barycentres.
Niveau
Première S
Mots clé
devoir corrigé de mathématiques, barycentre, étude de fonction, limite, dérivée, tangente, asymptote, maths, 1S, première S,
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Source Latex sujet du devoir

\documentclass[12pt]{article}
%\usepackage{french}
\usepackage{amsfonts}\usepackage{amssymb}

\usepackage[french]{babel}
\usepackage{amsmath}
\usepackage[latin1]{inputenc}
\usepackage{a4wide}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{epsf}

\usepackage{array}
%\usepackage{pst-plot,pst-text,pst-tree}
\usepackage{pst-all}

% Raccourcis diverses:
\newcommand{\nwc}{\newcommand}
\nwc{\dsp}{\displaystyle}
\nwc{\ct}{\centerline}
\nwc{\bge}{\begin{equation}}\nwc{\ene}{\end{equation}}
\nwc{\bgar}{\begin{array}}\nwc{\enar}{\end{array}}
\nwc{\bgit}{\begin{itemize}}\nwc{\enit}{\end{itemize}}

\nwc{\la}{\left\{}\nwc{\ra}{\right\}}
\nwc{\lp}{\left(}\nwc{\rp}{\right)}
\nwc{\lb}{\left[}\nwc{\rb}{\right]}

\nwc{\bgsk}{\bigskip}
\nwc{\vsp}{\vspace{0.1cm}}
\nwc{\vspd}{\vspace{0.2cm}}
\nwc{\vspt}{\vspace{0.3cm}}
\nwc{\vspq}{\vspace{0.4cm}}

\def\N{{\rm I\kern-.1567em N}}                              % Doppel-N
\def\D{{\rm I\kern-.1567em D}}                              % Doppel-N
\def\No{\N_0}                                               % Doppel-N unten 0
\def\R{{\rm I\kern-.1567em R}}                              % Doppel R
\def\C{{\rm C\kern-4.7pt                                    % Doppel C
\vrule height 7.7pt width 0.4pt depth -0.5pt \phantom {.}}}
\def\Q{\mathbb{Q}}
\def\Z{{\sf Z\kern-4.5pt Z}}                                % Doppel Z

\nwc{\tm}{\times}
\nwc{\V}[1]{\overrightarrow{#1}}

\nwc{\ul}[1]{\underline{#1}}

\newcounter{nex}[section]\setcounter{nex}{0}
\newenvironment{EX}{%
\stepcounter{nex}
\bgsk{\noindent\large {\bf Exercice }\arabic{nex}}\hspace{0.2cm}
}{}

\nwc{\bgex}{\begin{EX}}\nwc{\enex}{\end{EX}}

\nwc{\bgfg}{\begin{figure}}\nwc{\enfg}{\end{figure}}
  \nwc{\epsx}{\epsfxsize}\nwc{\epsy}{\epsfysize}
\nwc{\bgmp}{\begin{minipage}}\nwc{\enmp}{\end{minipage}}


\headheight=0cm
\textheight=27cm
\textwidth=18cm
\oddsidemargin=-1.cm
\topmargin=-1.5cm

\setlength{\unitlength}{1cm}

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\begin{document}
\thispagestyle{empty}


\vspace*{-1.5cm}
$1^{\mbox{\scriptsize{�re}}}S$\ct{\bf \Large{Devoir Surveill�}}
%\vspd\vspd

\bgex
1) Calculer les limites en $+\infty$ des fonctions suivantes: 

\vspd
\begin{tabular}{lll}
a) $\dsp f(x)=3x-12 + \frac{6x}{x^2-2}$
&
b) $\dsp g(x)=\frac{3x^3+2x^2-18x+37}{4x^3-56x^2+2}$
&
c) $\dsp h(x)=\frac{\sqrt{x}+3}{x-9}$
\vspd\\
d) $\dsp k(x)=\sqrt{x^2-6x}-x$
&
e) $\dsp l(x)=\frac{(x-1)^2}{1-2x^2}$
\end{tabular}

\vspd\noindent 
2) Montrer que la droite $\Delta:y=3x-12$ est asymptote � la courbe
repr�sentative de la fonction $f$ en $-\infty$ et $+\infty$.
\enex

\bgex
Associer � chacune des trois fonctions suivantes sa courbe
repr�sentative. (Justifier)

\bgmp{4cm}
$\dsp f(x)=\frac{x^2-1}{x^2}$\vspd

$\dsp g(x)=\frac{x^2-1}{x}$\vspd

$\dsp h(x)=\frac{x-1}{x}$ 
\enmp
\begin{tabular}{ccc}
\psset{unit=0.5cm}
\begin{pspicture}(-4,-4)(4,4)
\psline{->}(-4,0)(4,0)
\psline{->}(0,-4)(0,4)
\psplot{-3}{-0.25}{x x mul 1 sub x div}
\psplot{0.22}{3}{x x mul 1 sub x div}
\rput(-1.5,1){$\mathcal{C}_1$}
\end{pspicture}

&
\psset{unit=0.5cm}
\begin{pspicture}(-4,-4)(4,2)
\psline{->}(-4,0)(4,0)
\psline{->}(0,-4)(0,2)
\psplot{-4}{-0.45}{x x mul 1 sub x x mul div}
\psplot{0.45}{4}{x x mul 1 sub x x mul div}
\rput(-2,1.5){$\mathcal{C}_2$}
\end{pspicture}
&
\psset{unit=0.5cm}
\begin{pspicture}(-4,-4)(4,4)
\psline{->}(-4,0)(4,0)
\psline{->}(0,-4)(0,4)
\psplot{-4}{-0.3}{x 1 sub x div}
\psplot{0.2}{4}{x 1 sub x div}
\rput(-1.5,1.){$\mathcal{C}_3$}
\end{pspicture}

\end{tabular}
\enex

\vspace{-0.4cm}
\bgex
Soit la fonction $f$ d�finie par l'expression 
$\dsp f(x)=\frac{x}{(x-1)(x-4)}$. 

On note $\mathcal{C}_f$ la courbe repr�sentative de la fonction $f$
dans un rep�re $(O;\vec{i},\vec{j})$. 

\vsp
\bgit
\item[1)] Dresser le tableau de variations de $f$. 
  \vsp
\item[2)] D�terminer les limites de $f$ aux bornes de son ensemble de
  d�finition. 

  Pr�ciser les �ventuelles asymptotes � $\mathcal{C}_f$. 
  \vsp
\item[3)] Tracer $\mathcal{C}_f$, puis discuter graphiquement, selon
  les valeurs du nombre r�el $m$, le 
  nombre de solutions de l'�quation \mbox{$f(x)=m$}. 

\enit
\enex


\bgex

\vspace{-1.8cm}
\bgmp{9.5cm}
On consid�re la fonction $f$ d�finie sur $]0;+\infty[$ par 
$\dsp f(x)=\frac{1}{x}$, et $\mathcal{H}$ sa courbe repr�sentative
dans un rep�re $(O;\vec{i},\vec{j})$.

\vspd
On note, pour $a>1$, $(T_a)$ la tangente � $\mathcal{H}$ au point
d'abscisse $a$ et $(T_{\frac{1}{a}})$ la tangente �
$\mathcal{H}$ au point d'abscisse $\dsp\frac{1}{a}$.

\vspd
Soit de plus $A$ le point d'intersection de $(T_a)$ et de la droite
$(\Delta):y=x$, 
$B$ et $C$ les points d'intersection respectifs de $(T_{\frac{1}{a}})$
et de $(T_a)$ et de l'axe des abscisses.

\enmp
\bgmp{8cm}
\psset{unit=1.5cm}
\begin{pspicture}(-1,-2)(5,4.5)
  \psline[linewidth=0.8pt]{->}(-0.8,0)(4.5,0)
  \psline[linewidth=0.8pt]{->}(0,-.5)(0,4.2)
  \psline[linewidth=1.5pt]{->}(0,0)(1,0)
  \psline[linewidth=1.5pt]{->}(0,0)(0,1)

  \psplot[linewidth=1.2pt]{0.25}{4}{1 x div}
  \rput(0.5,4){$\mathcal{H}$}
  \psplot[linewidth=1.2pt]{-0.5}{3}{x}
  \rput(3.7,3){$(\Delta): y=x$}
  
  % a=1.7
  \psplot[linewidth=1.pt]{-0.25}{4}{-1 1.7 1.7 mul div x mul 2 1.7 div add}
  \rput(-0.4,1.5){$(T_a)$}
  \psplot[linewidth=1.pt]{-0.25}{1.3}{-1.7 1.7 mul x mul 2 1.7 mul add}
  \rput(-0.4,3.6){$(T_{\frac{1}{a}})$}

  \psline[linewidth=0.5pt,linestyle=dashed](1.7,0)(1.7,0.59)
  \rput(1.7,-0.2){$a$}
  \psline[linewidth=0.5pt,linestyle=dashed](0.59,0)(0.59,1.7)
  \rput(0.59,-0.3){$\frac{1}{a}$}
  
  \rput(0.8,0.65){$A$}
  \rput(1.3,0.15){$B$}
  \rput(3.3,-0.15){$C$}

\end{pspicture}
\enmp

\vspace{-1.8cm}
\bgit
\item[1)] D�terminer les �quations des tangentes $(T_a)$ et
  $(T_{\frac{1}{a}})$, puis d�terminer les coordonn�es des points $B$
  et $C$.

\vspd
\item[2)] D�terminer les coordonn�es du point $A$, et montrer que $A$
  est � l'intersection des droites $(\Delta)$, $(T_a)$ et 
    $(T_{\frac{1}{a}})$. 
\vspd
\item[3)] D�terminer l'aire $S(a)$ du triangle $ABC$. 
\vspd
\item[4)] Etudier la limite de l'aire $S(a)$ lorsque $a$ tend vers
  $+\infty$. 
\enit

\enex

\bgex
Soit $A$, $B$ et $C$ trois points du plan. 


\bgit
\item[1.] Placer les points suivants: 
  \bgit
  \item[a)] $G$ barycentre de $(A,1)$, $(B,2)$ et $(C,3)$. 
  \item[b)] $I$ barycentre de $(A,1)$ et $(B,2)$.
  \item[c)] $H$ barycentre de $(I,1)$ et $(C,1)$. 
  \enit
\vsp
\item[2.] Que remarque-t-on ? Etait-ce pr�visible (Expliquer).
\enit
\enex

\end{document}


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