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Devoir 1— Module -1- 2ème Bac Sciences

📝 Devoir 1 — 2ème Bac Sciences Mathématiques
Exercice 1 — Calcul de limites

Calculer les limites suivantes :

\[ \begin{aligned} A&=\lim_{x\to-\infty}(-2x^3+x)\\[-2pt] B&=\lim_{x\to+\infty} \left(\sqrt{1+x^2}-x\right)\\[-2pt] C&=\lim_{x\to-\infty} \frac{1+4x^2}{2x-x^3}\\[-2pt] D&=\lim_{x\to1} \frac{\sqrt[3]{x}-1}{x-1}\\[-2pt] E&=\lim_{x\to+\infty} \left(\sqrt[3]{1+x^3}-2x^2\right)\\[-2pt] F&=\lim_{x\to0} \frac{1-\cos(2x)}{x^2} \end{aligned} \]

📖 Corrigé

Le corrigé sera ajouté prochainement.

\begin{enumerate}

\item Calculer les limites suivantes :

\[
\lim_{x\to-\infty}(-2x^3+x)
\]

\[
\lim_{x\to+\infty}
\left(\sqrt{1+x^2}-x\right)
\]

\[
\lim_{x\to-\infty}
\frac{1+4x^2}{2x-x^3}
\]

\[
\lim_{x\to1}
\frac{\sqrt[3]{x}-1}{x-1}
\]

\[
\lim_{x\to+\infty}
\left(\sqrt[3]{1+x^3}-2x^2\right)
\]

\[
\lim_{x\to0}
\frac{1-\cos(2x)}{x^2}
\]

\end{enumerate}
Exercice 2 — Racines, puissances et équations

1) Ranger dans l'ordre croissant :

\[ \sqrt[6]{2}, \qquad 2^{\frac34}, \qquad \sqrt3 \]

2) Simplifier :

\[ A= \frac{\sqrt[6]{64000000}} {\sqrt[3]{4}\times 2^{\frac13}\times\sqrt2} \]

3) Résoudre les équations suivantes :

\[ \begin{aligned} &\sqrt[3]{1-x}=x-1\\[-2pt] &(1+2x)^5-32=0 \end{aligned} \]

📖 Corrigé

Le corrigé sera ajouté prochainement.

\begin{enumerate}

\item Ranger dans l'ordre croissant :

\[
\sqrt[6]{2},\quad
2^{3/4},\quad
\sqrt3
\]

\item Simplifier :

\[
A=
\frac{\sqrt[6]{64000000}}
{\sqrt[3]{4}\times 2^{1/3}\times\sqrt2}
\]

\item Résoudre :

\[
\sqrt[3]{1-x}=x-1
\]

\[
(1+2x)^5-32=0
\]

\end{enumerate}
Exercice 3 — Continuité d'une fonction

Soit \(g\) la fonction définie sur \(\mathbb{R}\) par :

\[ g(x)= \begin{cases} \dfrac{x^2+x-2}{x-1}, &x\mathrel{\gt}1\\[8pt] x+\sqrt{x^2+3}, &x\mathrel{\leq}1 \end{cases} \]

1) Montrer que \(g\) est continue sur les intervalles \(]-\infty,1]\) et \(]1,+\infty[\).

2) La fonction \(g\) est-elle continue sur \(\mathbb{R}\) ?

📖 Corrigé

Le corrigé sera ajouté prochainement.

Soit \(g\) la fonction définie sur \(\mathbb{R}\) par :

\[
g(x)=
\begin{cases}
\dfrac{x^2+x-2}{x-1},
&x>1\\[8pt]

x+\sqrt{x^2+3},
&x\leq1
\end{cases}
\]

1) Montrer que \(g\) est continue sur les intervalles
\(]-\infty,1]\) et \(]1,+\infty[\).

2) La fonction \(g\) est-elle continue sur \(\mathbb{R}\) ?
Exercice 4 — Théorème des valeurs intermédiaires

1) Montrer que l'équation

\[ x^3+2x-1=0 \]

admet une unique solution \(\alpha\in\mathbb{R}\), avec :

\[ 0\mathrel{\lt}\alpha\mathrel{\lt}1 \]

2) Donner un encadrement de \(\alpha\) d'amplitude \(0,5\).

📖 Corrigé

Le corrigé sera ajouté prochainement.

1) Montrer que l'équation

\[
x^3+2x-1=0
\]

admet une unique solution
\(\alpha\in\mathbb{R}\), avec

\[
0<\alpha<1
\]

2) Donner un encadrement de \(\alpha\)
d'amplitude \(0,5\).
Exercice 5 — Étude d'une fonction et fonction réciproque

Soit \(f\) la fonction définie sur \(I=[1,+\infty[\) par :

\[ f(x)=x^2-2\sqrt{x^2-1} \]

1) Calculer :

\[ \lim_{x\to+\infty}f(x) \]

2) Montrer que \(f\) est continue sur \(I\).

3a) Montrer que pour tout \(x>1\) :

\[ f'(x)= \left( \frac{2x} {\sqrt{x^2-1} \left(\sqrt{x^2-1}+1\right)} \right) (x^2-2) \]

3b) Montrer que \(f\) est strictement croissante sur \([\sqrt2,+\infty[\) et strictement décroissante sur \([1,\sqrt2]\).

4) On considère la restriction de \(f\) à \([\sqrt2,+\infty[\).

Montrer qu'elle admet une fonction réciproque sur un intervalle \(J\).

Montrer que :

\[ g(x)= \left(\sqrt{x^2-1}-1\right)^2 \]

et en déduire l'expression de la fonction réciproque.

📖 Corrigé

Le corrigé sera ajouté prochainement.

Soit \(f\) la fonction définie sur
\(I=[1,+\infty[\) par :

\[
f(x)=x^2-2\sqrt{x^2-1}
\]

1) Calculer :

\[
\lim_{x\to+\infty}f(x)=+\infty
\]

2) Montrer que \(f\) est continue sur \(I\).

3a) Montrer que pour tout \(x>1\) :

\[
f'(x)=
\left(
\frac{2x}
{\sqrt{x^2-1}
(\sqrt{x^2-1}+1)}
\right)
(x^2-2)
\]

3b) Montrer que \(f\) est strictement croissante
sur \([\sqrt2,+\infty[\) et strictement décroissante
sur \([1,\sqrt2]\).

4) On considère la restriction de \(f\) à
\([\sqrt2,+\infty[\).

Montrer qu'elle admet une fonction réciproque
sur un intervalle \(J\).

Montrer que :

\[
g(x)=
(\sqrt{x^2-1}-1)^2
\]

et en déduire l'expression de la fonction réciproque.