Déterminer la dérivabilité d'une fonction
Définition
Une fonction est dérivable en un point, si le nombre dérivé en ce point existe et est fini. On peut vérifier la dérivabilité en utilisant une des limites suivantes :
h→0limhf(xA+h)−f(xA)=x→xAlimx−xAf(x)−f(xA)
Une fonction est dite « dérivable » lorsqu’elle est dérivable en tous points.
Exemple de fonctions dérivables
Fonctions polynomiales, exponentielles, sinus, cosinus, etc.
Exemple de fonction non dérivable
La fonction ∣x∣ n’est pas dérivable au point (0;0).
Comment déterminer si une fonction est dérivable ?
MÉTHODE
1.
| Détermine les points où la dérivabilité doit être vérifiée : les points au début et à la fin des intervalles (si la fonction est définie par assemblage de fonctions dérivables) ainsi que les points où le graphe forme un « angle » ou une « pointe » (voir exemple ci-dessus).
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2. | Calcule la limite à gauche et la limite à droite de la formule :
x→xa(x<xa)lim=x−xaf(x)−f(xa) et x→xa(x>xa)lim=x−xaf(x)−f(xa) |
3. | Compare les limites. Si les limites sont identiques la fonction est dérivable en ce point, si elles diffèrent la fonction n’est pas dérivable en ce point.
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Exemple
f(x=){x3−2x−3,x−3,pour x<0pour x≥0
La fonction est construite à partir de deux fonctions polynomiales. Elle est donc dérivable sur les deux intervalles x<0 et x>0.
Le seul point à vérifier est x=0 (jonction des intervalles).
Vérifie la dérivabilité en 0 :
Limite à gauche :
| x→0(x<0)lim=x−0f(x)−f(0)=x→0(x<0)limxx3−2x−3−(−3)=x→0(x<0)limx2−2=−2 |
Limite à droite :
| x→0(x>0)lim=x−0f(x)−f(0)=x→0(x>0)limxx−3−(−3)=1 |
Comme −2=1, la fonction n’est pas dérivable au point 0.