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@ -1,5 +1,5 @@
Dérivation TST
##############
Dérivation
##########
:date: 2020-08-24
:modified: 2020-08-25

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@ -31,8 +31,4 @@ Illustration avec géogégra:
De façon similaire, il est possible de définir des vitesses instantanées de n'importe quelle quantité qui varie. Par exemple, la vitesse d'une réaction chimique.
\subsection*{Remarque}
\afaire{À quoi correspond la vitesse de la vitesse?}
\end{document}

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@ -1,87 +0,0 @@
\documentclass[a4paper,10pt]{article}
\usepackage{myXsim}
\usepackage{qrcode}
\author{Benjamin Bertrand}
\title{Dérivation - Cours}
\date{août 2020}
\pagestyle{empty}
\begin{document}
\maketitle
\setcounter{section}{1}
\section{Dérivée}
Nous allons définir la dérivée en s'inspirant de ce qui a été fait précédement avec la vitesse.
\subsection*{Définitions}
\begin{tabular}{m{0.3\textwidth}*{2}{|m{0.3\textwidth}}}
Position $x(t)$ & Fonction $f(x)$ & Signification graphique \\
Vitesse moyenne & Taux de variation & Corde \\
$v_m(t) = \dfrac{x_2 - x_1}{t_2 - t_1} = \dfrac{\Delta x}{\Delta t}$ & $\dfrac{f(x_2) - f(x_1)}{x_2 - x_1} = \dfrac{\Delta f}{\Delta x}$ &
\begin{tikzpicture}[baseline=(current bounding box.south),
xscale=0.5, yscale=0.5]
\tkzInit[xmin=-2,xmax=5,xstep=1,
ymin=0,ymax=5,ystep=1]
\tkzGrid
\tkzAxeXY
\tkzFct[domain=-2:5,color=red,very thick,%
]{0.08*(5-x)*exp(x)};
\end{tikzpicture}
\\
Vitesse instannée & Dérivée & Tangente\\
$v(t) = \dfrac{dx}{dt}$ & $f'(x) = \dfrac{df}{dx} = \dot f(t)$ &
\begin{tikzpicture}[baseline=(current bounding box.south),
xscale=0.5, yscale=0.5]
\tkzInit[xmin=-2,xmax=5,xstep=1,
ymin=0,ymax=5,ystep=1]
\tkzGrid
\tkzAxeXY
\tkzFct[domain=-2:5,color=red,very thick,%
]{0.08*(5-x)*exp(x)};
\end{tikzpicture}
\end{tabular}
\subsection*{Formules de dérivations}
\begin{center}
\begin{tabular}{|m{4cm}|m{4cm}|}
\hline
\rowcolor{highlightbg}
Fonction $f$ & Fonction dérivée $f'$ \\
\hline
$a$ & $0$ \\
\hline
$ax$ & $a$ \\
\hline
$ax^2$ & $2ax$ \\
\hline
$ax^3$ & $3ax^2$\\
\hline
$ax^n$ & $nax^{n-1}$\\
\hline
$\frac{1}{x}$ & $\frac{-1}{x^2}$\\
\hline
\end{tabular}
\end{center}
\subsection*{Opérations}
Soit $u$ et $v$ deux fonctions dérivables sur un intervalle $I$ et $k$ un nombre réel alors
\begin{itemize}
\item La dérivée de $f(x) = u(x) + v(x)$ est $f'(x) = u'(x) + v'(x)$.
\item La dérivée de $f(x) = k \times u(x)$ est $f'(x) = k \times u'(x)$.
\item La dérivée de $f(x) = u(x) \times v(x)$ est $f'(x) = u'(x)v(x) + u(x)v'(x)$.
\end{itemize}
\subsection*{Exemple}
\afaire{Dériver la fonction $f(x) = (2x+1)\times\dfrac{1}{x}$}
\end{document}

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@ -1,18 +0,0 @@
\documentclass[a4paper,10pt]{article}
\usepackage{myXsim}
\author{Benjamin Bertrand}
\title{Dérivation - Cours}
\date{août 2020}
\DeclareExerciseCollection{banque}
\xsimsetup{
step=2,
}
\begin{document}
\input{exercises.tex}
\printcollection{banque}
\end{document}

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@ -51,6 +51,7 @@
\end{exercise}
\begin{exercise}[subtitle={Réaction chimique autocatalytique}, step={1}, origin={Création}, topics={Dérivation}, tags={Dérivation}]
\begin{minipage}{0.5\textwidth}
Une réaction autocatalytique est une réaction chimique dont le catalyseur figure parmi les produits de la réaction. On concidère une telle réaction où deu élément A et B réagissent pour donner deux B. L'évolution de la concentration de B au cours de l'expérience est donnée par le graphique ci-contre.
\medskip
@ -74,71 +75,4 @@
\end{minipage}
\end{exercise}
\begin{exercise}[subtitle={Dérivation -- technique}, step={2}, origin={Création}, topics={Dérivation}, tags={Dérivation, technique}]
Déterminer les dérivées des fonctions suivantes
\begin{multicols}{3}
\begin{enumerate}
\item $f(x) = 2x^3 + 3x + 1$
\item $g(x) = 0.1x^5 + 2x^4 + x$
\item $h(x) = 5x^8 + 4x^4 + \frac{1}{x}$
\item $f(x) = (2x + 1) + (4x^2 - 1)$
\item $f(x) = -3x^4 + \frac{1}{3}x^3 - \frac{3}{4}x^2 + 10$
\item $f(x) = 5x + \frac{3x^2}{2}$
\item $f(x) = (2x + 1)(4x^2 - 1)$
\item $f(x) = x^2(x-1)$
\item $f(x) = 5x(x^4 + x)$
\end{enumerate}
\end{multicols}
\end{exercise}
\begin{exercise}[subtitle={Cercle et rayon}, step={2}, origin={Création}, topics={Dérivation}, tags={Dérivation, technique}]
On travaille avec un cercle de rayon $R$. On définit les deux formules suivantes
\[
\mbox{Périmètre: } P(R) = 2\pi R \qquad \qquad \qquad
\mbox{Aire } A(R) = \pi R^2
\]
\begin{enumerate}
\item Calculer $\dfrac{dP}{dR}$.
\item Calculer $\dfrac{dA}{dR}$.
\item (*) Exprimer $A$ en fonction $P$ et en déduire $\dfrac{dA}{dP}$.
\end{enumerate}
\end{exercise}
\begin{exercise}[subtitle={Étude de variations}, step={2}, origin={Création}, topics={Dérivation}, tags={Dérivation, technique}]
Soit $f$ la fonction définie sur $\R$ par
\[ f(t) = 0.5t^4 + t^3 + t^2 + 3t + 1 \]
\begin{enumerate}
\item Calculer $f'(t)$ puis en déduire que $f'(t) = (t^2+1)(2t+3)$.
\item Étudier le signe de $f'(t)$ et en déduire les variations de $f(t)$.
\item La fonction $f$ a-t-elle un maximum? Un minimum? Quelle est alors sa valeur?
\end{enumerate}
\end{exercise}
\begin{exercise}[subtitle={Démonstrations}, step={2}, origin={Création}, topics={Dérivation}, tags={Dérivation, Démonstration}]
Dans cet exercice, nous allons démontrer quelques formules de dérivations (toutes les autres formules se démontrent de la même manière, les calculs sont juste un peu plus long).
\begin{enumerate}
\item Formule de dérivation de $f(x) = 1$.
On veut connaître la dérivée de $f(x)$ au point $x$. Pour cela, on définit $x_1 = x$ et $x_2 = x + h$ avec $h$ un nombre que l'on rendra très petit.
\begin{enumerate}
\item Calculer $\dfrac{\Delta f}{\Delta x}$.
\item En rendant $h$ très petit (proche de 0) déterminer $f'(x) = \dfrac{df}{dx}$.
\end{enumerate}
\item Formule de dérivation de $g(x) = 2x$.
On veut connaître la dérivée de $g(x)$ au point $x$. Pour cela, on définit $x_1 = x$ et $x_2 = x + h$ avec $h$ un nombre que l'on rendra très petit.
\begin{enumerate}
\item Calculer $\dfrac{\Delta g}{\Delta x}$.
\item En rendant $h$ très petit (proche de 0) déterminer $g'(x) = \dfrac{dg}{dx}$.
\end{enumerate}
\item De la même façon que dans les deux questions précédentes, démontrer que la dérivée de $h(x) = x^2$ est
$h'(x) = \dfrac{dh}{dx} = 2x$.
\end{enumerate}
\end{exercise}
\collectexercisesstop{banque}

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@ -1,5 +1,5 @@
Dérivation Tsti2d
#################
Dérivation
##########
:date: 2020-08-26
:modified: 2020-08-26
@ -23,10 +23,6 @@ Il faudra inciter les élèves à utiliser les notations avec delta pour faire l
Cours: Vitesse/débit sur un intervalle de temps et instantanée.
.. image:: ./1B_vitesse.pdf
:height: 200px
:alt: Cours sur le construction de la vitesse instantanée.
Étape 2: Généralisation aux fonctions
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@ -36,10 +32,6 @@ On reproduit ce qui a été fait dans l'étape précédente mais avec une foncti
Cours: Définition taux de variation, fonction dérivée, tangente et parallèle avec la vitesse. Formulaire des dérivées et des opérations avec les dérivées.
.. image:: ./2B_derivee.pdf
:height: 200px
:alt: Vision mathématique de la dérivation.
Étape 3: Problèmes physiques
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