La parabole, et sa tangente
Exercice de TD · niveau 2 · mathématiques (PT), chapitre 10 — Courbes et Surfaces · B. Coniques : foyer, directrice, excentricité
Énoncé
Soient , la droite et . On note l'ensemble des points tels que .
- Déterminer une équation réduite de , et préciser son axe de symétrie, son sommet et son paramètre.
- Justifier que n'a pas de centre de symétrie.
- Déterminer la tangente à au point , d'abord par le gradient, puis par un calcul de dérivée. Les deux méthodes doivent donner la même droite.
Corrigé
Ce que l'on démontre. Que est la parabole , d'axe , de sommet et de paramètre , et que sa tangente en est .
1. L'équation. Pour : et . L'égalité équivaut à C'est la forme réduite du cours, aux rôles de et échangés : ici avec , donc paramètre . L'équation est invariante par : l'axe de symétrie est . Le sommet, intersection de la courbe et de son axe, est l'origine .
2. Pas de centre. Supposons que soit centre de symétrie. Alors , c'est-à-dire En remplaçant par , on obtient, pour tout , Un polynôme en nul pour tout a tous ses coefficients nuls : celui de vaut , contradiction. La parabole n'a donc aucun centre de symétrie — c'est d'ailleurs ce qui la distingue des deux autres coniques, comme le rappelle le cours.
3. La tangente en , deux fois.
Par le gradient. Posons , de classe . On a bien , et Le point est régulier et la tangente est
Par la dérivée. La parabole est le graphe de , de dérivée . En : et , donc la tangente est , soit .
Les deux méthodes concordent. Elles ne sont d'ailleurs pas indépendantes : le gradient de vaut , et l'équation est exactement l'équation de la tangente au graphe.
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