Sens de variation et signe de la dérivée

Ce quiz de révision de l'enseignement commun de mathématiques (Première générale, tronc commun, programme rentrée 2025) synthétise les deux notions précédemment étudiées — le nombre dérivé et la fonction dérivée — en explorant le lien fondamental qui les unit au sens de variation d'une fonction : le signe de la dérivée sur un intervalle détermine entièrement si la fonction croît ou décroît sur ce même intervalle. Ce résultat, l'un des plus puissants du programme de Première, permet de transformer une question de variation (a priori difficile à visualiser directement) en une simple question de signe (beaucoup plus facile à étudier algébriquement). Le quiz explore la construction méthodique d'un tableau de variations à partir de l'étude du signe de la dérivée, un outil de synthèse graphique et algébrique central dans l'analyse de fonctions. Il aborde également la recherche d'extremums (maximums et minimums locaux) d'une fonction, qui correspondent précisément aux points où la dérivée s'annule en changeant de signe. Cette compétence, limitée dans le tronc commun aux polynômes de degré inférieur ou égal à 3 déjà étudiés, prépare les élèves à des applications concrètes très fréquentes dans les problèmes d'optimisation (trouver la dimension qui maximise une aire, le prix qui maximise un bénéfice, etc.), même si ces applications elles-mêmes restent davantage développées dans le programme de spécialité.

  • Comprendre le lien entre le signe de la dérivée et le sens de variation d'une fonction
  • Construire un tableau de variations à partir du signe de la dérivée
  • Identifier les extremums d'une fonction à partir de l'annulation de la dérivée
  • Appliquer ce raisonnement aux polynômes de degré inférieur ou égal à 3
  • Relier ces compétences à des problèmes concrets d'optimisation

Quiz de révision mathématiques tronc commun Première sur le lien signe de la dérivée / sens de variation : tableau de variations, extremums, polynômes de degré ≤3.

Exemple de question

Courbe en forme d'arche dans un repère sans graduation : elle monte jusqu'à un sommet marqué « max », d'abscisse positive, où une tangente horizontale est tracée en pointillés, puis redescend.

La courbe d'une fonction $f$ dérivable sur $\mathbb{R}$ est tracée ci-dessous ; elle admet un maximum en un point d'abscisse $x_0$, où la tangente est horizontale. Quel est le signe de $f'(x)$ ?

Voir la réponse

$f'(x) > 0$ sur $]-\infty ; x_0[$ et $f'(x) < 0$ sur $]x_0 ; +\infty[$

Sur la courbe, $f$ est croissante avant $x_0$ puis décroissante après. La croissance correspond à une dérivée positive et la décroissance à une dérivée négative ; en $x_0$, $f'(x_0) = 0$.

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