Organisez votre résolution : définir la fonction, choisir la règle de dérivation et expliquer le résultat. Commencez par un court exercice d’optimisation pour le cours de calcul de Sciences de la nature à Vanier.
La liste de cours du profil Sciences pures et appliquées à Vanier place 201-SN2-RE Differential Calculus en première session. Le cours développe les limites, la continuité et les dérivées, notamment pour les fonctions trigonométriques, exponentielles et logarithmiques, avec des applications aux graphiques, aux taux liés et à l’optimisation.
Vanier présente séparément le cours Calculus 1 de Sciences humaines sous le code 201-107-VA. Utilisez le code complet de votre plan de cours pour demander de l’aide.
Notions à travailler
Limites et continuité
Dérivées de fonctions algébriques, trigonométriques, exponentielles et logarithmiques
Graphiques et taux de variation
Taux liés et optimisation
Avant de commencer
Révisez la factorisation, la notation des fonctions, la règle du produit et la règle de chaîne. Pour une application, écrivez les valeurs admissibles de la variable avant de résoudre l’équation donnée par la dérivée.
Construire votre révision à partir de vos réponses
Dérivation implicite
Soulignez chaque occurrence de la variable dépendante. Expliquez l’origine de chaque facteur contenant sa dérivée.
Classification
Faites un tableau de signes avant d’écrire maximum ou minimum; précisez si votre conclusion est locale ou globale.
Pour une aide en calcul à Vanier, envoyez l’étape de dérivation ou du tableau de signes que vous ne pouvez pas expliquer. Gardez le plan de votre groupe à côté pour cibler l’évaluation.
Quelle découpe donne la plus grande boîte ouverte?
Une feuille de carton carrée mesure 24 cm de côté. On découpe un carré de côté x cm à chaque coin, puis on replie les côtés pour former une boîte sans couvercle. Négligez l’épaisseur du carton. Écrivez le volume V(x), précisez le domaine physique (les valeurs de x qui permettent de former une boîte) et trouvez la découpe qui donne le plus grand volume.
Voir un indice
La hauteur de la boîte est x. Chaque côté de la base perd une longueur x à chaque extrémité et mesure donc 24−2x.
Voir le raisonnement
1. Nommer les dimensions et le domaine
La hauteur mesure x cm et chaque côté de la base, 24−2x cm. Pour former une boîte, sa hauteur et le côté de sa base doivent être positifs : 0<x<12.
Le volume est le produit de la hauteur par l’aire de la base : V(x)=x(24−2x)2. Ici, V se mesure en centimètres cubes.
2. Dériver les deux facteurs
La fonction est le produit de x et de (24−2x)2. Appliquez la règle du produit, puis la règle de chaîne pour le carré : V′(x)=(24−2x)2−4x(24−2x)=(24−2x)(24−6x).
Le facteur −4 vient de 2(24−2x) multiplié par la dérivée intérieure −2. Conserver seulement (24−2x)2 ferait oublier la variation de l’aire de la base.
3. Vérifier les candidats dans le domaine
L’équation V′(x)=0 donne x=12 ou x=4. La valeur x=12 annule le côté de la base et se trouve hors du domaine 0<x<12. Le seul candidat intérieur est x=4.
4. Justifier le maximum
Dans 0<x<12, le facteur 24−2x est positif. L’autre facteur, 24−6x, est positif pour 0<x<4 et négatif pour 4<x<12. Le volume augmente donc jusqu’à x=4, puis diminue.
Ce changement de signe établit le maximum sur le domaine physique. Résoudre l’équation donnée par la dérivée ne fournit à lui seul que des candidats.
5. Donner les dimensions et le volume
Découpez des carrés de 4 cm de côté. La boîte obtenue a une hauteur de 4 cm et une base de 16×16 cm. Son volume maximal est V(4)=4(24−8)2=1024 cm3. Une longueur de 4 cm et un volume de 1024 cm³ décrivent deux grandeurs différentes.
À vous
Pour la même construction à partir d’un carton carré de côté L>0, le volume est V(x)=x(L−2x)2. Quelle découpe donne le maximum? Précisez le domaine et expliquez quelle racine de la dérivée doit être exclue.
Vérifier votre réponse
Le domaine est 0<x<L/2 et V′(x)=(L−2x)(L−6x). La racine x=L/2 annule la base; la racine intérieure est x=L/6. La dérivée est positive avant L/6 et négative après : cette découpe maximise donc le volume. Pour L=24, on retrouve x=4.
Si les dimensions étaient incorrectes, dessinez la feuille et indiquez les deux découpes sur un même côté. Si le modèle était juste mais la dérivée incorrecte, travaillez le diagnostic sur les règles de dérivation avant une autre application.
Ce que vous pouvez travailler avec un tuteur
Votre tuteur peut vous aider à poser le problème ou à revoir ce que vous avez commencé, à nommer les variables et à vérifier quelles valeurs conviennent à la situation.
Votre tuteur peut vous aider à choisir la première règle de dérivation et à comprendre chaque étape du produit, du quotient ou de la règle de la chaîne. Si vous avez déjà essayé de dériver, vous pouvez chercher ensemble un facteur ou une étape oubliée.
Votre tuteur peut vérifier avec vous l’étude du signe de votre dérivée, vous aider à justifier un maximum ou un minimum et relier la réponse aux grandeurs et aux unités du problème.
Composer une série d’exercices variés
Associez une question de limite ou de continuité à une question de dérivation et à une application de votre plan de cours. Pour chaque problème d’optimisation, précisez le domaine, trouvez les candidats et justifiez le maximum ou le minimum. Reprenez la modélisation sans la solution avant de changer les nombres.
Prolongez l’analyse des signes d’un polynôme avec une fonction rationnelle et des valeurs exclues. L’étude des courbes est appuyée par le plan historique de l’automne 2024; suivez votre plan actuel.
Les séances sont actuellement données en anglais, en ligne sur Zoom ou Google Meet. Indiquez votre code de cours, le sujet à travailler et vos disponibilités; nous confirmons la prise en charge du cours, la disponibilité, les détails et le prix avant le paiement.
Que faut-il préparer?
Apportez votre plan de cours actuel et une question que vous avez le droit de partager, si vous les avez. Vous pouvez montrer ce que vous avez commencé ou demander de l’aide dès la première étape. Votre plan de cours nous aide à choisir les notions de votre groupe et à respecter ses consignes d’évaluation.
Nablio est-il affilié au collège?
Nablio offre du tutorat indépendant, sans affiliation ni approbation du collège.
Cours connexes
Liens utiles pour la préparation ou la suite des études; ce ne sont pas des équivalences ni une séquence d’inscription obligatoire.