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L'objectif est de savoir étudier des fonctions par le calcul de dérivées et de primitives afin de résoudre des problèmes divers (mouvement uniforme accéléré,... ) Cours Notion 1: La dérivation Notion 2: Les primitives Synthèse de cours: Fichier Vers le sommaire sur le drive: Contrôles Contrôle 1: Sujet A + Sujet B + Corrigé sujet A + Corrigé sujet B Contrôle 2: Sujet + Corrigé
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• Soit I un intervalle contenant une valeur x 0 et y 0 un réel connu. Il existe une unique primitive F de la fonction f sur I vérifiant la condition: F ( x 0) = y 0. Primitives et opérations • Soient F et G des primitives respectives des fonctions f et g sur l'intervalle I. Alors F + G est une primitive de la fonction f + g sur l'intervalle I. • Soient F une primitive de f sur un intervalle I, et k un nombre réel. Alors k × F est une primitive de la fonction k × f sur l'intervalle I. Exercice n°1 Exercice n°2 Un film à regarder Les figures de l'ombre, bande annonce, 2017 L'analyse du film, Chouxrom' Ciné Club Cette vidéo est une analyse mathématique du film « Les figures de l'ombre » qui traite de plusieurs notions mathématiques: les équations différentielles mais aussi des calculs de vitesse, de coordonnées géographiques et des études de trajectoires. Il s'agit d'une utilisation cinématographique des recherches effectuées par la NASA. En effet, ce film retrace le destin extraordinaire de trois scientifiques afro-américaines, Katherine Johnson, Dorothy Vaughan et Mary Jackson, qui ont permis aux États-Unis de prendre la tête de la conquête spatiale, grâce à la mise en orbite de l'astronaute John Glenn.
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Elles ont longtemps été maintenues dans l'ombre de leurs collègues masculins et leur histoire est restée méconnue jusqu'à ce film, qui rappelle leur influence sur ces recherches scientifiques. Histoire des mathématiques: calcul différentiel Le calcul différentiel s'est développé de concert avec la physique au XVII e siècle. Parmi les initiateurs, Fermat, Huygens, Pascal et Barrow reconnaissent que le problème des aires (le calcul intégral) est le problème inverse de celui des tangentes (la dérivation). De plus, ils remarquent que le calcul différentiel peut être abordé à partir des travaux sur la quadrature de l'hyperbole, et qu'ils tournent tous autour de la question de « l'infiniment petit » qu'ils ne savent pas encore justifier. Les travaux de Newton et Leibniz révèlent, par la suite, deux visions différentes du calcul infinitésimal. En effet, Newton aborde souvent les mathématiques du point de vue physique (il compare la notion actuelle de limite avec la notion de vitesse instantanée, ce qui lui permet de négliger les quantités infinitésimales), alors que Leibniz l'aborde de façon philosophique (il travaille en parallèle sur l'existence de l'infiniment petit dans l'univers).
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Donc pour la dérivée de cosinus, il faut imaginer l'histoire suivante: Lorsque COSINUS dérive (sur l'eau), il se cogne (contre un tronc d'arbre), perd sa tête (son « CO ») et se transforme en SINUS négatif (Négatif car il n'est pas content d'avoir perdu sa tête)! Primitives (Intégrations): La primitive (sans borne) de cosinus est égale à un sinus positif, et la primitive de sinus est égale à un cosinus négatif. ∫(cosinus) = sinus ce qui donne: ∫( cos(x))dx = sin(x) ∫(sinus) = – cosinus ce qui donne: ∫( sin(x))dx = – cos(x) Astuce pour l'Intégration (primitive): Il faut s'imaginer être dans la même histoire, mais cette fois-ci la scène se passe au moment où SINUS est arrivé sur la terre ferme (il est positif et content d'être sorti de l'eau)! Maintenant qu'il est sans danger, on lui remet sa tête (on l'intègre)! Lorsque SINUS est intégré, il retrouve sa tête (son « CO ») et se (re)transforme en COSINUS négatif! (Négatif car finalement il s'était habitué à son SINUS, et n'est pas content de cette transformation)!
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Les équations différentielles sont des égalités dans lesquelles apparaissent une fonction et au moins l'une de ses dérivées successives. L'ordre de l'équation est égal au rang le plus élevé de la dérivée. Les équations différentielles trouvent des applications en économie, en physique et en biologie. Une vidéo à regarder Cette vidéo montre les applications possibles en mécanique des équations différentielles. Elles ne sont pas toutes au programme du lycée, mais les équations étudiées au lycée permettent de comprendre celles qui pourront être apprises par la suite. Dans cette vidéo, deux exemples concrets sont traités: la chute libre d'un corps et la situation d'une masse avec un ressort. VII. Comment résoudre une équation différentielle de premier ordre sans second membre? Une équation différentielle de premier ordre sans second membre est de la forme. De manière simplifiée, ces équations s'écrivent:. Résoudre cette équation, c'est déterminer toutes les fonctions f qui conviennent. On a:.
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