DÉRIVÉES. APPLICATIONS. OPTIMISATION
Analyse
 

1. INITIATION AU CALCUL DES DÉRIVÉES

ATTRAPER UN AUTOBUS EN MOUVEMENT

La ligne blanche que vous voyez dans la scène suivante, représente le mouvement d'un autobus qui démarre de l'arrêt et marche progressivement en gagnant vitesse.
Les lignes turquoise et vertes correspondent aux passagers qui sont en retard et qui courent pour attraper l'autobus en mouvement.
Le passager turquoise arrive à l'arrêt 7 secondes après le départ de l'autobus et arrive 4 secondes après, 20 mètres plus loin. Il a couru à 20/4=5 m/s. C'est-à-dire, à 5*3.6=18km/h

La vitesse de l'autobus au moment d'être attrapé, nous la trouverons à peu près en étudiant le trajet dès 1s avant, à 1s après:

Dans l'instant 10s il est à 17m de l'arrêt    Vitesse moyenne =8m/2s=4m/s=14,4km/h
Dans l'instant 12s il est à 25m de l'arrêt 
Esta unidad interactiva requiere la máquina virtual de Java J2RE. a) Explique pourquoi nous pouvons dire que le passager turquoise accède doucement dans l'autobus.

b) Décris le mouvement du passager vert et trouve la vitesse à laquelle il court.

c) Quelle est la vitesse approximative de l'autobus au moment que le passager vert arrive à l'autobus? Est-ce que ce passager entre-t-il doucement dans l'autobus?

 

Sur la scène suivante tu peux changer le paramètre de temps pour voir le point rouge qui décrit le mouvement de l'autobus.
En même temps on pourra observer, au pas du temps le moment où apparaîssent les passagers cités et les instants et les lieux où chacun d'eux attrape l'autobus en étant représenté chacun d'eux par un point. 

C'est préférable attendre ou courir derrière l'autobus?

Les passagers orange et bleus, au moment de la sortie de l'autobus étaient à 95m de l'arrêt. L'orange décide attendre et entrer dans l'autobus quand il passe par là. Le bleu a un étrange comportement. Étrange?

Décris le mouvement du passager bleu et explique pourquoi son comportement est beacoup plus sensé que celui de l'orange, qui aura l'entrée dans l'autobus plus difficile.

Attention! à l'interprétation de la graphique. Le passager orange ne bouge pas de sa position jusqu'à ce que l'autobus passe par la même position.


COURSES DE RELAIS

Pourquoi dans les courses de relais 4x100m chaque athlète commence à courir avant l'arrivée de son compagnon?
Que se passerait-il s'il attendait immobile l'arrivée de l'autre?
C'est raisonnable que les graphiques de ses mouvements soient tangentes? Comment sont ses viteses au moment de la remise du "témoin"?

QU'EST-CE QUE NOUS ÉTUDIERONS SUR CETTE UNITÉ?

Les fonctions peuvent s'étudier d'une manière statique (Quelle valeur a cette dérivable par rapport à une autre?) et d'une manière dynamique (Avec quelle vitesse se produit la variation?). L'étude de ce changement c'est ce que nous allons réaliser.

Esta unidad interactiva requiere la máquina virtual de Java J2RE.

Nous commencerons en étudiant la variation relative. C'est ce qui dans les problèmes qu'on vient de resoudre correspond à la vitesse moyenne.

 
Sur la scène suivante on peut déplacer avec la souris le point P et observez la variation relative, c'est-à-dire le quotient entre la variation du y, et la variation du x, quand nous passons du point A au point P.

Trouvez une position de P ou cette variation relative soit pareille à un, et faites attention à comment est la variation de x et la variation y.

Répètez la recherche mais quand la variation relative est 2 et -1.

Écrivez dans votre cahier ce que vous avez observé.

Esta unidad interactiva requiere la máquina virtual de Java J2RE.

Nous étudierons la croissance dans un point. C'est ce qui dans les exemples antérieurs, correspond aux vitesses instantanées.

L'idée de variation instantanée (dérivée) sera essentielle dorénavant.

 
Déplacez le point P avec la souris pour observer les différentes positions de la ligne droite tangente en P. Faites attention à la position de cette ligne droite, selon que la variation soit positive ou negative.

Écrivez dans votre cahier ce que tu as observé.

Nous apprendons aussi des tecniques pour trouver, avec commodité, les croissances instantanées (tecniques de dérivation).


  Índice de la unidad   Medida del crecimiento de una función  
       
  Ángela Núñez Castaín
Version française: Rocío Oliver Sánchez, Carme Llaberia Azcón, Joan Carles Fiol Colomar
 
Ministerio de Educación, Cultura y Deporte. Année 2011
 
 

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