Couverture du programme : Terminale, Dérivation et convexité

Couverture du programme : Terminale spécialité, chapitre « Dérivation et convexité »

Source : annexe du programme de l’enseignement de spécialité de mathématiques de la classe de terminale de la voie générale. Les items sont cités mot pour mot ; seule la mise en forme des notations mathématiques est normalisée. B = fiche Bases, S = fiche Standard, D = fiche Défi. Les citations de la colonne de gauche sont copiées du texte officiel.

Contenus

Item du BO (texte officiel) Exercices
Composée de deux fonctions, notation v ○ u. Relation (v ○ u)’ = (v’ ○ u) × u’ pour la dérivée de la composée de deux fonctions dérivables. Notation v ○ u et relation : B1.7. Application de la dérivée d’une composée : B1, B3.1, B3.2, B9.1, B9.2, S1, S2, S3, S9.2, D4, D6.1, D6.3
Dérivée seconde d’une fonction. B4, B5, B9.3, B10.5, S1.4, S3.4, S4.1, S10, D4.A3, D5.1, D6.1
Fonction convexe sur un intervalle : définition par la position relative de la courbe représentative et des sécantes. B10.6, S7.2, S7.4, D1 (lien entre cordes et tangentes)
Pour une fonction deux fois dérivable, équivalence admise avec la position par rapport aux tangentes, la croissance de 𝑓 ’, la positivité de 𝑓 ’’. Position par rapport aux tangentes : B6, B7, B10.4, S1.5, S4.4, S5, S6, S7, D1, D2, D4.A5, D6.4. Croissance de f′f' : B4.4, D1.2. Positivité de f″f'' : B4.4, B5, B6, B9.4, B10.3, B10.5, S1.4, S3.4, S4.3, S10.1, D4.A3, D5.2, D6.1, D6.3
Point d’inflexion. B4.4, B5, B6.b, B9.4, B10.4, S1.4, S4.3, S4.4, S8.4, S10, D4.A3, D5.2, D6.3

Capacités attendues

Item du BO (texte officiel) Exercices
Calculer la dérivée d’une fonction donnée par une formule simple mettant en jeu opérations algébriques et composition. B1, B2, B3, B9, S1.3, S1.4, S2.1, S8.2, S9.2, D4, D5.1, D6.1, D6.3
Calculer la fonction dérivée, déterminer les limites et étudier les variations d’une fonction construite simplement à partir des fonctions de référence. S1, S2, S4.2, S8, S9, D3.3, D4.A
Démontrer des inégalités en utilisant la convexité d’une fonction. B7, S5, S6, S7, D1, D2, D4.A5, D6.2, D6.4
Esquisser l’allure de la courbe représentative d’une fonction ƒ à partir de la donnée de tableaux de variations de 𝑓 , de 𝑓 ’ ou de 𝑓 ’’. S10 (tableau de f′f' et signe de f″f'' donnés)
Lire sur une représentation graphique de 𝑓 , de 𝑓 ’ ou de 𝑓 ’’ les intervalles où 𝑓 est convexe, concave, et les points d’inflexion. Graphique de ff : B10. Graphique de f′f' : B4. Graphique de f″f'' : S10.1
Dans le cadre de la résolution de problème, étudier et utiliser la convexité d’une fonction. S3 (optimisation), S4, S8, D3, D4, D5, D6

Démonstration

Item du BO (texte officiel) Exercices
Si 𝑓 ’’ est positive, alors la courbe représentative de 𝑓 est au-dessus de ses tangentes. D1.1 à D1.3

Approfondissements possibles

Item du BO (texte officiel) Exercices
Courbe de Lorenz. Non traité (approfondissement facultatif)
Dérivée 𝑛-ième d’une fonction. Non traité (approfondissement facultatif)
Inégalité arithmético-géométrique. D2 (moyenne de trois exponentielles, inégalité de convexité dont D2.4 est un cas d’inégalité arithmético-géométrique)

Autres items du BO concernant ce chapitre (rubrique « Continuité »)

Item du BO (texte officiel) Exercices
Méthode de Newton, méthode de la sécante. Newton : D7. Sécante : chapitre « Continuité et TVI », t-03 D8
Exemples d’application de la méthode de Newton. Étude de la convergence de la méthode de Héron. D7 (Newton pour 2\sqrt2, qui est la méthode de Héron)

Parties transversales

Item du BO (texte officiel) Exercices
mobiliser un contre-exemple pour montrer qu’une proposition est fausse ; B6, B9
distinguer condition nécessaire et condition suffisante ; B6.b, B6.d, S9.5 (f′(π)=0f'(\pi)=0 sans extremum)
démontrer une propriété par récurrence. D4.B1
Les algorithmes peuvent être écrits en langage naturel ou utiliser le langage Python. B8, S2.5, D4.B4, D7.5
Histoire des mathématiques Non traité, sauf la méthode de Newton en D7

Exercices hors programme ou à statut particulier