QCM : Introduction à la dérivation et à la tangente — 16 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel quotient permet de définir le taux de variation de f entre a et a+h ?

f(a+h) − f(a)
(f(a) − f(a+h)) / h
(f(a+h) − f(a)) / h
h / (f(a+h) − f(a))

(f(a+h) − f(a)) / h

Explication

Le taux de variation est bien le quotient f0(f(a+h)-f(a))/h, avec h non nul. Les autres expressions inversent l’ordre ou oublient la division par h.

2. Que signifie la notation h → 0+ dans l’étude du nombre dérivé ?

h tend vers 0 en restant strictement positif
h tend vers 0 sans contrainte de signe
h tend vers une valeur strictement positive
h tend vers 0 en restant strictement négatif

h tend vers 0 en restant strictement positif

Explication

La notation h → 0+ indique que h se rapproche de 0 tout en restant positif. À l’inverse, h → 0− correspond à des valeurs négatives.

3. Quand peut-on dire qu’une fonction est dérivable en a ?

Lorsque le taux de variation est défini pour un seul h non nul
Lorsque la fonction est seulement continue en a
Lorsque le taux de variation admet une limite réelle quand h tend vers 0
Lorsque les valeurs de f(a+h) sont toutes égales à f(a)

Lorsque le taux de variation admet une limite réelle quand h tend vers 0

Explication

Être dérivable en a signifie que la limite du taux de variation existe et est un réel. La simple continuité ou la définition pour un seul h ne suffit pas.

4. Pourquoi la fonction valeur absolue n’est-elle pas dérivable en 0 ?

La fonction n’est pas continue en 0
Sa courbe ne possède aucune tangente en aucun point
Les limites à droite et à gauche du taux de variation sont différentes
Le taux de variation n’est jamais défini pour cette fonction

Les limites à droite et à gauche du taux de variation sont différentes

Explication

En 0, le taux de variation tend vers 1 quand h→0+ et vers −1 quand h→0−, donc il n’y a pas de limite réelle unique. La fonction est pourtant continue en 0.

5. Quelle est la définition géométrique d’une tangente à la courbe de f en x=a ?

La droite passant par l’origine et le point A
La courbe obtenue en remplaçant f par sa dérivée
La droite parallèle à l’axe des ordonnées en A
La droite passant par A(a;f(a)) dont la pente est f'(a)

La droite passant par A(a;f(a)) dont la pente est f'(a)

Explication

La tangente en x=a passe par le point A(a;f(a)) et a pour coefficient directeur f'(a). Elle n’est ni forcément verticale ni liée à l’origine.

6. Que devient la tangente si f'(a)=0 ?

Elle est verticale
Elle n’existe pas
Elle coupe forcément l’axe des ordonnées
Elle est horizontale

Elle est horizontale

Explication

Si le coefficient directeur vaut 0, la droite est parallèle à l’axe des abscisses, donc horizontale. Ce n’est pas une tangente verticale.

7. Quelle est la forme réduite de l’équation de la tangente à la courbe de f en a ?

y = f'(a)x + a
y = f'(a)(x − a) + f(a)
y = f(a)(x − a) + f'(a)
y = f(a)x + f'(a)

y = f'(a)(x − a) + f(a)

Explication

L’équation de la tangente s’écrit y = f'(a)(x−a)+f(a), car elle doit passer par A(a;f(a)) et avoir pour pente f'(a). Les autres formules mélangent la pente et l’ordonnée du point.

8. Si f(1)=2 et f'(1)=1/3, quelle est l’équation réduite de la tangente en x=1 ?

y = (1/3)x + 2
y = x/3 − 2/3
y = (1/3)x + 5/3
y = 3x + 5/3

y = (1/3)x + 5/3

Explication

On remplace dans y = f'(1)(x−1)+f(1), soit y = (1/3)(x−1)+2, puis on développe en y = (1/3)x + 5/3. Les autres propositions n’ont pas la bonne constante ou la bonne pente.

9. Que désigne la fonction dérivée f' d’une fonction f ?

Une nouvelle fonction qui associe à chaque x la valeur f'(x)
La valeur fixe de la pente en un seul point
La tangente tracée au point d’abscisse x
Le taux de variation calculé pour un seul h

Une nouvelle fonction qui associe à chaque x la valeur f'(x)

Explication

La fonction dérivée est une nouvelle fonction qui, à chaque x du domaine de dérivabilité, associe le nombre f'(x). Elle ne désigne pas une tangente particulière ni un unique taux de variation.

10. Que peut-on dire d’une fonction dérivable sur un intervalle I ?

Elle n’a de dérivée qu’aux extrémités de I
Elle est nécessairement affine sur I
Sa dérivée est forcément constante sur I
Sa fonction dérivée existe en tout point de I

Sa fonction dérivée existe en tout point de I

Explication

Si une fonction est dérivable en chaque point d’un intervalle I, alors f' existe pour tout x de I. Ni la constance ni le caractère affine ne sont imposés.

11. Quelle est la dérivée de la fonction f(x)=\sqrt{x} sur son ensemble de dérivabilité ?

f'(x)=\frac{1}{2\sqrt{x}} pour x>0
f'(x)=\frac{1}{2\sqrt{x}} pour tout réel x
f'(x)=\frac{1}{2x} pour x>0
f'(x)=\frac{1}{\sqrt{x}} pour x\ge 0

f'(x)=\frac{1}{2\sqrt{x}} pour x>0

Explication

Pour f(x)=\sqrt{x}, la dérivée vaut \(\frac{1}{2\sqrt{x}}\) sur l’intervalle \(]0;+\infty[\). Elle n’est pas définie en 0, donc l’extension à tout réel est fausse.

12. Quelle est la dérivée de la fonction f(x)=\frac{1}{x^n}, avec n\in\mathbb{N}^*, sur son domaine de dérivabilité ?

f'(x)=\frac{1}{x^{n-1}} pour x\neq 0
f'(x)=\frac{n}{x^{n-1}} pour x\neq 0
f'(x)=-\frac{n}{x^{n+1}} pour x\neq 0
f'(x)=-\frac{1}{n x^{n+1}} pour x\neq 0

f'(x)=-\frac{n}{x^{n+1}} pour x\neq 0

Explication

On applique la règle des puissances à \(x^{-n}\), ce qui donne \(-n x^{-n-1}\), soit \(-\frac{n}{x^{n+1}}\). Le domaine exclut 0 car le dénominateur ne peut pas s’annuler.

13. Quelle est la dérivée du produit de deux fonctions dérivables u et v ?

(uv)'=u'v+uv'
(uv)'=u'v'
(uv)'=u'v-uv'
(uv)'=u+v

(uv)'=u'v+uv'

Explication

La règle du produit donne la somme des deux dérivées partielles : \((uv)'=u'v+uv'\). La formule avec un signe moins correspond plutôt à certains quotients, pas au produit.

14. Si f(x)=g(ax+b), quelle formule donne la dérivée de f lorsque la composée est définie ?

f'(x)=a\,g'(ax+b)
f'(x)=\frac{1}{a}g'(ax+b)
f'(x)=g'(x)+a+b
f'(x)=g'(a)x+b

f'(x)=a\,g'(ax+b)

Explication

Pour une composition affine, on multiplie par le coefficient de x dans l’argument, donc \(f'(x)=a\,g'(ax+b)\). Les autres réponses oublient la règle de chaîne ou modifient mal le facteur.

15. Pour lire graphiquement f'(a) sur une tangente tracée au point d’abscisse a, que faut-il déterminer ?

Le coefficient directeur de la tangente
L’ordonnée du point le plus proche
L’aire sous la courbe
La valeur de f(a+h) pour h=1

Le coefficient directeur de la tangente

Explication

La dérivée en a est le coefficient directeur de la tangente au point d’abscisse a. L’ordonnée seule ou l’aire sous la courbe ne donnent pas la pente de la tangente.

16. Quelle est l’équation réduite de la tangente à la courbe de f en x=a ?

y=f'(a)x+f(a)
y=f'(x)(x-a)+f(a)
y=f'(a)(x-a)+f(a)
y=f(a)(x-a)+f'(a)

y=f'(a)(x-a)+f(a)

Explication

L’équation réduite d’une tangente s’écrit avec la pente \(f'(a)\) et le point \(A(a;f(a))\) : \(y=f'(a)(x-a)+f(a)\). Les autres formes placent mal la pente ou la valeur au point de tangence.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 16 flashcards sur Introduction à la dérivation et à la tangente.

Taux de variation — définition ?

Rapport (f(a+h)−f(a))/h pour h≠0.

Nombre dérivé — rôle ?

Mesure la pente de la tangente en un point.

Dérivabilité en un point — condition ?

Limite du taux de variation quand h→0 existe et est finie.

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