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Déterminer une fonction polynomiale

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Résumés

​Déterminer une fonction polynomiale

Déterminer l’équation d’une fonction polynomiale

Dans ce type d’exercice, on doit utiliser des informations (conditions) sur une fonction polynomiale pour déterminer son équation.


Mathématiques; Étude de fonction; 4e Collège; Déterminer une fonction polynomiale
MÉTHODE

1.

Note la forme générale de la fonction selon le degré :

Degré 2

y=ax2+bx+cy=ax^2+bx+c​​

Degré 3

y=ax3+bx2+cx+dy=ax^3+bx^2+cx+d​​

Degré 4

y=ax4+bx3+cx2+dx+ey=ax^4+bx^3+cx^2+dx+e​​

2.

Calcule les dérivées première et seconde.

3.

Note toutes les conditions :

Condition

Mise en pratique


Point P(xp;yP)P(x_p;y_P)

Valeur de xPx_P et yPy_P​ dans ff​ :

f(xp)=ypf\left(x_p\right)=y_p​​

Zéro en xNx_N

Valeur de xNx_N dans ff​ :

f(xN)=0f\left(x_N\right)=0​​

Ordonnée à l’origine y0y_0

Valeur de y0y_0 dans ff​ :

f(0)=y0f\left(0\right)=y_0​​

Pente mm en xAx_A​​

Valeur de xAx_A et mm​ dans ff​ :

f(xA)=mf'\left(x_A\right)=m​​

Extremum xEx_E

Valeur de xEx_E dans ff'​ :

f(xE)=0f'\left(x_E\right)=0​​

Point d’inflexion xInfx_{Inf}

Valeur de xInfx_{Inf} dans ff''​ :

f(xW)=0f''\left(x_W\right)=0​​

Point col

Valeur de xCx_C dans ff'​ :

Valeur de xCx_C dans ff''​ :

f(xC)=0f(xC)=0f'\left(x_C\right)=0\\f''\left(x_C\right)=0​​


Remarque : Les extrema et les points d'inflexion sont également des points auxquels on peut évaluer la fonction.

Il faut autant de conditions que de paramètres inconnus (a, b, c,a,\ b,\ c, …).

4.

Construire un système d’équations : Combiner les conditions avec la fonction et les dérivées.

5.

Résoudre le système d'équations et écrire la fonction.


Exemple

Le graphe de la fonction polynomiale de quatrième degré a un extremum en x=1x=-1 et un point d'inflexion au point W(0;1)W(0;-1). Elle coupe l’axe des xx au point xN=1x_N=1 et passe par le point P(2;3)P(-2;3)

Détermine l’équation de la fonction polynomiale correspondante.


Fonction de degré 4 :

y=ax4+bx3+cx2+dx+ey=ax^4+bx^3+cx^2+dx+e​​

Dérivées :

f(x)=4ax3+3bx2+2cx+df(x)=12ax2+6bx+2cf'\left(x\right)=4ax^3+3bx^2+2cx+d\\f''\left(x\right)=12ax^2+6bx+2c​​


Conditions :

1.

Extremum : xN=1x_N=-1

f(1)=0f'\left(-1\right)=0​​

0=4a(1)3+3b(1)2+2c(1)+d0=4a+3b2c+d0=4a\left(-1\right)^3+3b\left(-1\right)^2+2c\left(-1\right)+d\\0=-4a+3b-2c+d​​

2.

Point d’inflexion : xInf=0x_{Inf}=0

f(0)=0f''\left(0\right)=0​​

0=12a(0)2+6b(0)+2c0=2c0=12a\left(0\right)^2+6b\cdot\left(0\right)+2\cdot c\\0=2c​​

3.

Point d’inflexion : W(0;1)W(0;-1)

f(0)=1f\left(0\right)=-1​​

1=a(0)4+b(0)3+c(0)2+d(0)+e1=e-1=a\cdot\left(0\right)^4+b\cdot\left(0\right)^3+c\cdot\left(0\right)^2+d\cdot\left(0\right)+e\\-1=e​​

4.

Zéro : xN=1x_N=1

f(1)=0f\left(1\right)=0​​

0=a(1)4+b(1)3+c(1)2+d(1)+e0=a+b+c+d+e0=a\cdot\left(1\right)^4+b\cdot\left(1\right)^3+c\cdot\left(1\right)^2+d\cdot\left(1\right)+e\\0=a+b+c+d+e​​

5.

Point : P(2;3)P(-2;3)

f(2)=3f\left(-2\right)=3​​

3=a(2)4+b(2)3+c(2)2+d(2)+e3=16a8b+4c2d+e3=a\cdot{(-2)}^4+b\cdot{(-2)}^3+c\cdot{(-2)}^2+d\cdot(-2)+e\\3=16a-8b+4c-2d+e​​

Résous le système d’équations (avec la calculatrice) …

0=4a+3b2c+d0=2c1=e0=a+b+c+d+e3=16a8b+4c2d+e0=-4a+3b-2c+d\\0=2c\\-1=e\\0=a+b+c+d+e\\3=16a-8b+4c-2d+e​​


a=1, b=2, c=0, d=2, e=1a=1,\ b=2,\ c=0,\ d=-2,\ e=-1​​

Forme la fonction :

y=x4+2x32x1y=x^4+2x^3-2x-1​​






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Questions fréquemment posées sur les crédits

Comment déterminer l'équation d'une fonction polynomiale ?

Quelle est la forme générale d'une fonction de degré 4 ?

C'est quoi une fonction polynomiale ?

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