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EXERCICE 03 Soit \( f \) une fonction définie sur \( [0 ;+\infty[ \) par: \[ f(x)=x+\sqrt{x} \] 1) Etudier la continuité de \( f \) sur \( [0 ;+\infty[ \). 2) Etudier la dérivabilité de \( f \) à droite en 0 et interpréter Graphiquement le résultat.

Ask by Bradley Horton. in Morocco
Dec 03,2024

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Answer

1) The function \( f(x) = x + \sqrt{x} \) is continuous on \([0; +\infty[)\). 2) The derivative of \( f(x) \) at \( x = 0 \) from the right is 1, indicating a slope of the tangent at this point is 1.

Solution

1) Pour étudier la continuité de la fonction \( f(x) = x + \sqrt{x} \) sur l'intervalle \([0; +\infty[)\), nous devons vérifier si la fonction est continue à chaque point de cet intervalle. La fonction \( f(x) = x + \sqrt{x} \) est une fonction composée de deux fonctions simples : \( f(x) = x \) et \( f(x) = \sqrt{x} \). Nous savons que les fonctions \( f(x) = x \) et \( f(x) = \sqrt{x} \) sont continues sur leur domaine respectif. Par conséquent, la fonction \( f(x) = x + \sqrt{x} \) est aussi continue sur son domaine. 2) Pour étudier la dérivabilité de la fonction \( f(x) = x + \sqrt{x} \) à droite en 0, nous devons calculer la dérivée de la fonction à la limite \( x = 0 \) et vérifier si elle existe. La dérivée de la fonction \( f(x) = x + \sqrt{x} \) est donnée par \( f'(x) = 1 + \frac{1}{2\sqrt{x}} \). Pour calculer la dérivée à la limite \( x = 0 \), nous devons évaluer la dérivée à la limite \( x = 0 \) en utilisant la formule de dérivée à la limite. La dérivée à la limite est donnée par: \[ f'(0) = \lim_{{x \to 0^+}} \frac{{f(x) - f(0)}}{{x - 0}} \] En substituant \( f(x) = x + \sqrt{x} \) et \( f(0) = 0 \) dans l'expression ci-dessus, nous obtenons: \[ f'(0) = \lim_{{x \to 0^+}} \frac{{x + \sqrt{x} - 0}}{{x}} = \lim_{{x \to 0^+}} \left(1 + \frac{1}{2\sqrt{x}}\right) \] En calculant cette limite, nous obtenons \( f'(0) = 1 \). Interprétation graphique : La dérivée de la fonction \( f(x) = x + \sqrt{x} \) à droite en 0 est 1. Cela signifie que la fonction est dérivée à droite en 0 et que la pente de la tangente à la fonction à ce point est 1.

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Extra Insights

Pour étudier la continuité de \( f \) sur l'intervalle \( [0 ; +\infty[ \), nous pouvons observer que la fonction \( f(x) = x + \sqrt{x} \) est composée de deux parties : \( x \) qui est une fonction polynomiale continue sur \( \mathbb{R} \) et \( \sqrt{x} \) qui est continue sur \( [0; +\infty[ \). Comme la somme de deux fonctions continues est également continue, nous concluons que \( f \) est continue sur \( [0; +\infty[ \). Pour la dérivabilité de \( f \) à droite en 0, calculons la dérivée : \[ f'(x) = 1 + \frac{1}{2\sqrt{x}} \] Pour \( x > 0 \), \( f'(x) \) est bien défini. À \( x = 0 \), nous examinons la limite : \[ f'(0^+) = \lim_{x \to 0^+} f'(x) = \lim_{x \to 0^+} \left( 1 + \frac{1}{2\sqrt{x}} \right) = +\infty \] Cela signifie que la dérivée à droite en 0 est infinie, ce qui indique une pente très raide. Graphiquement, cela se traduit par une courbe qui s'élève rapidement à partir de l'origine, montrant que la fonction croît très rapidement juste après \( x = 0 \).

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