Terminale Spé Maths / Chapitre 4 : Dérivation et convexité
Guide de rédaction : dérivation et convexité
Ce guide complète le Guide de rédaction général.
Il rassemble, pour le chapitre Dérivation et convexité, les quatorze situations qui reviennent au bac et, pour chacune, la rédaction modèle.
Les études de fonctions sont l'exercice le plus classique du bac : une rédaction propre y fait la différence entre un bon et un excellent résultat.
🎯 Le principe du chapitre
Avec la dérivation et la convexité, un correcteur regarde surtout cinq choses :
- la dérivabilité justifiée avant chaque dérivée ;
- la formule citée ;
- le signe justifié facteur par facteur ;
- le tableau complet (limites et valeurs) ;
- la phrase de conclusion qui traduit le résultat (variations, convexité, point d'inflexion, tangente).
1. Les quatorze situations et leur rédaction modèle
Situation 1 : justifier la dérivabilité.
« La fonction est dérivable sur comme produit de fonctions dérivables sur . »
Autres formes :
- « … comme somme, quotient de fonctions dérivables dont le dénominateur ne s'annule pas sur » ;
- « … comme composée de fonctions dérivables » ;
- « … comme inverse d'une fonction dérivable qui ne s'annule pas ».
Pour une racine : « … car sur ».
Situation 2 : calculer une dérivée ().
« On applique avec , , et . Pour tout , . »
💡 Nomme , , , avant d'écrire le résultat : c'est ce qui fait apparaître les points au barème, et ce qui évite l'erreur de signe.
Situation 3 : dériver une composée.
« La fonction est dérivable sur comme composée de et de l'exponentielle. On applique avec , . Pour tout , . »
Situation 4 : étudier le signe de la dérivée.
« Comme pour tout , est du signe de , trinôme de racines et et de coefficient dominant négatif. Donc sur , sur et sur . »
⚠️ Justifie chaque facteur : « », « », « le dénominateur est strictement positif ».
Situation 5 : le tableau de variations.
Le tableau doit contenir :
- le domaine ;
- le signe de ;
- les flèches ;
- les limites aux bornes ;
- les valeurs aux extremums.
Puis la phrase : « La fonction est strictement décroissante sur , strictement croissante sur et strictement décroissante sur . Elle admet un minimum local en et un maximum local en . »
Situation 6 : l'équation d'une tangente.
« La tangente à au point d'abscisse a pour équation . Ici et , donc la tangente a pour équation , soit . »
⚠️ Écris les trois nombres , et avant l'équation.
Situation 7 : la dérivée seconde et la convexité.
« La fonction est deux fois dérivable sur comme produit de fonctions dérivables. .
Comme , est du signe de , dont les racines sont .
Donc sur : est convexe sur ces intervalles. sur : est concave sur cet intervalle. »
Situation 8 : le point d'inflexion.
« La fonction s'annule en changeant de signe en . Donc le point de d'abscisse , c'est-à-dire , est un point d'inflexion. »
⚠️ « » ne suffit pas : il faut le changement de signe. Et donne les deux coordonnées.
Situation 9 : déterminer des paramètres.
« La courbe passe par : , soit . La tangente en est horizontale : , soit . Donc . »
Puis : « Vérification : et . »
💡 Traduis chaque information de l'énoncé en une équation, et vérifie à la fin.
Situation 10 : une inégalité par fonction auxiliaire.
« Soit .
La fonction est dérivable sur et .
Comme l'exponentielle est strictement croissante et , si et si .
Donc admet un minimum en , égal à .
Ainsi pour tout , c'est-à-dire . »
Situation 11 : une inégalité par convexité.
« La fonction est deux fois dérivable sur et : est convexe sur .
Sa courbe est donc au-dessus de sa tangente en , d'équation .
Donc, pour tout , . »
Situation 12 : un problème d'optimisation.
« Modélisation. Le volume est pour .
Variations. est dérivable et . Sur , est du signe de , donc est croissante sur et décroissante sur .
Conclusion. Le volume est maximal pour cm et vaut cm³. »
⚠️ Trois ingrédients obligatoires : le domaine, le tableau de variations, la conclusion en contexte avec l'unité.
Situation 13 : lecture graphique.
« Sur la courbe de , on lit que est positive sur et négative sur . Donc est croissante sur et décroissante sur . »
Pour une lecture sur ou sur les variations de : « est croissante sur , donc est convexe sur . »
⚠️ Une lecture graphique se rédige avec les théorèmes du cours, pas avec « on voit que ».
Situation 14 : vrai/faux et contre-exemple.
« L'affirmation est fausse. Contre-exemple : , s'annule en sans changer de signe, donc la courbe n'a pas de point d'inflexion en . »
2. Avant / après sur la dérivation et la convexité
a) Une dérivée et un signe.
❌ « donc est croissante. »
✅ « est dérivable sur comme produit. .
Comme , est du signe de .
Donc sur , sur et sur : est décroissante, puis croissante, puis décroissante. »
Ce qui manque à la première : la dérivabilité, le résultat factorisé, le signe justifié, les intervalles.
b) Un point d'inflexion.
❌ « donc c'est un point d'inflexion. »
✅ « est négative sur et positive sur : elle s'annule en changeant de signe en . Donc est un point d'inflexion. »
c) Une tangente.
❌ « La tangente en est . »
✅ « et . La tangente en a pour équation , soit . »
Il manquait : la tangente ne passait pas par le bon point.
d) Une inégalité.
❌ « car la courbe de est au-dessus de sa tangente. »
✅ « , donc l'exponentielle est convexe sur . Sa courbe est au-dessus de sa tangente en , d'équation . Donc pour tout . »
3. Les erreurs de rédaction propres à ce chapitre
- Dériver sans justifier la dérivabilité.
- Oublier le facteur dans une composée.
- Étudier le signe d'une dérivée non factorisée, ou sans justifier chaque facteur.
- Un tableau de variations sans limites ni valeurs.
- Conclure à un extremum ou à un point d'inflexion sans changement de signe.
- Donner une tangente sans avoir calculé .
- Confondre convexe (au-dessus des tangentes) et concave.
- Confondre « croissante » ( convexe) et « croissante ».
- En optimisation, oublier le domaine, la conclusion en contexte ou l'unité.
4. La check-list du chapitre Dérivation et convexité
- J'ai écrit la phrase de dérivabilité avant chaque dérivée.
- J'ai cité la formule et nommé , , , .
- Ma dérivée est factorisée, et j'ai justifié le signe de chaque facteur.
- Mon tableau contient les limites et les valeurs aux extremums.
- Pour la convexité, j'ai calculé , étudié son signe et vérifié le changement de signe pour les inflexions, avec leurs deux coordonnées.
- Pour une tangente, j'ai écrit , et avant l'équation.
- Pour un problème, j'ai donné le domaine, le tableau et la conclusion en contexte avec l'unité.
- J'ai vérifié ma dérivée avec une valeur simple ( ou ).
😄 Une dérivée non factorisée, c'est une valise qu'on n'a pas fermée : tout dépasse, et personne ne s'y retrouve.
Un doute sur ce chapitre ? On en parle ensemble, sans engagement.
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