Deux courbes qui doivent se croiser
Exercice d'entraînement · niveau 3 (difficile) · mathématiques (ECT 1re année), chapitre 9 — Compléments sur les suites et la continuité · Existence et unicité d'une solution
Énoncé
Soient et sur . Montrer que les deux courbes se coupent en un unique point d'abscisse dans cet intervalle, et encadrer cette abscisse à près.
Corrigé
Ramener à une équation. Les deux courbes se coupent aux abscisses vérifiant , c'est-à-dire . Posons : le problème devient l'étude des zéros de sur .
Continuité et monotonie. est une fonction polynôme, donc continue. Sa dérivée vaut , qui est strictement positive dès que . Donc est strictement croissante sur .
Changement de signe. et . Le corollaire du théorème des valeurs intermédiaires donne une unique solution dans : les deux courbes se coupent en un point et un seul d'abscisse dans cet intervalle.
L'encadrement, par bissections successives. , donc . , donc . L'amplitude vaut : l'encadrement demandé est
Le point délicat. n'est pas croissante sur : sa dérivée s'annule en et . C'est bien parce qu'on a restreint l'étude à que l'unicité est acquise — sur , l'équation a d'autres solutions.
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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.