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Fonctions non dérivables
Aspect graphique et algébrique

Géométrie - Analyse - QCM
Fonction non dérivable


Pour utiliser les animations suivent, vous aurez besoin les controles activeX de géoplan soient installés.
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L'objectif de cette partie est de mettre en évidence les cas les plus classiques où la définition de dérivabilité n'est pas vérifiée.


Un premier exemple : tangente verticale
La fonction considérée est la fonction racine carrée. Est-elle dérivable en 0 ?
Etude graphique
Que donne le calcul ?
Touche L pour lancer une animation.
> La sécante (OM), quand x tend vers 0, s'approche aussi près qu'on le veut de l'axe des ordonnées. Le coefficient directeur de (OM) tend donc vers +¥ (droite verticale).
> La fonction racine carrée n'est donc pas dérivable en 0 puisque le coefficient directeur de (OM)
..n'a pas de limite finie quand x tend vers 0.

Ici, f(x) = ...et = 0.
Donc
= = .
Or
= .

Comme tend vers +¥ quand h tend vers 0,

la fonction racine carrée n'est pas dérivable en 0.

Attention ! f n'est pas dérivable en 0 mais sa courbe représentative admet cependant une tangente (verticale) en O, c'est l'axe des ordonnées.

 

 

Une autre situation : des demi-tangente différentes...
Cette fois la fonction est définie par f(x) = 0.5 |x²-4x+3|.
Est-elle dérivable en 1 ?

On observe cette fois que :

> quand x tend vers 1 en restant supérieur à 1 (on dit que x tend vers 1 par la droite), la sécante (M0M), s'approche d'une droite T1 de coefficient directeur 1.

> quand x tend vers 1 en restant inférieur à 1 (x tend vers 1 par la gauche), la sécante (M0M), s'approche d'une droite T2 de coefficient directeur -1.

Dans ce cas, on dit que la courbe F possède deux demi-tangentes en M0, T1 et T2.

> Comme ces deux demi-tangentes sont différentes, la fonction f n'est pas dérivable en 1 : on dit cependant qu'elle est dérivable à gauche et à droite en 1.

 

Touche L pour lancer une animation.
A ne pas oublier

Pour étudier la dérivabilité d'une fonction en x0 :
> il faut que f soit déjà définie en 0 : si une fonction n'est pas définie en x0,alors elle n'est évidemment pas dérivable en x0.
Plus précisément, pour que la question de la dérivabilité d'une fonction f en x0 puisse être posée, f doit être définie dans un intervalle ouvert contenant x0 ou dans un intervalle dont x0 est une borne.
> si la courbe représentant f admet une tangente verticale en x0 alors f n'est pas dérivable en x0.
> si la courbe admet deux demi-tangente différentes à droite et à gauche de x0 alors f n'est pâs dérivable en x0.
> le dernier cas de non dérivabilité d'une fonction : "si f n'est pas continue en x0 alors f n'est pas dérivable en x0" (Terminale) : la fonction partie entière représentée ci-dessous est dérivable pour tout réel non entier [de dérivée nulle] mais pourtant sur Z, elle n'est pas dérivable !

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Haut de page / Source : académie de Grenoble