Module
Fonctions puissances
- Domaine
- Analyse
Fonctions puissances à exposant naturel non nul
Propriété Dérivée des fonctions puissances à exposant naturel non nul
La fonction puissance à exposant naturel non nul \(f_n:x\mapsto x^n\), avec \(n\in\mathbb{N}^*\), est définie et dérivable sur \(\mathbb{R}\), donc continue sur \(\mathbb{R}\).
Tableau Variations selon la parité de l’exposant naturel
Les variations dépendent de la parité de \(n\).
| \(n\) pair, \(f_n\) paire | \(n\) impair, \(f_n\) impaire |
|---|---|
Figure Courbes de fonctions puissances à exposant naturel
Représentations graphiques de \(x\mapsto x^4\) et de \(x\mapsto x^3\).
Fonctions puissances à exposant entier négatif
Propriété Dérivée des fonctions puissances à exposant entier négatif
La fonction puissance à exposant entier négatif \(f_p:x\mapsto x^p\), avec \(p\in\mathbb{Z}_{-}^{*}\), est définie sur \(\mathbb{R}^*\), dérivable sur \(]-\infty,0[\) et \(]0,+\infty[\), donc continue sur ces deux intervalles.
Tableau Variations selon la parité de l’exposant entier négatif
Les variations dépendent de la parité de \(p\).
| \(p\) pair, \(f_p\) paire | \(p\) impair, \(f_p\) impaire |
|---|---|
Figure Courbes de fonctions puissances à exposant entier négatif
Représentations graphiques de \(x\mapsto x^{-2}\) et de \(x\mapsto x^{-5}\).
Fonctions puissances à exposant réel
Définition Fonction puissance à exposant réel
On appelle fonction puissance, toute fonction définie sur \(]0,+\infty[\) par :
Propriété Calculs sur les puissances à exposant réel
Propriété Dérivée et monotonie des fonctions puissances à exposant réel
La fonction \(f_a\) est dérivable sur \(]0,+\infty[\) et on a :
La fonction \(f_a\) est strictement monotone sur \(]0,+\infty[\).
Propriété Limite et prolongement des fonctions puissances à exposant réel
On peut donc prolonger la fonction \(f_a\) par continuité en posant :
Propriété Dérivabilité de la fonction prolongée au point zéro
Étude de la dérivabilité de \(g_a\) en \(0\).
Si \(0<a<1\), \(g_a\) n’est pas dérivable en \(0\), mais la courbe présente une demi-tangente verticale au point \(O\).
Si \(a=1\), \(g_a\) est dérivable en \(0\), \(g_a'(0)=1\).
Si \(a>1\), \(g_a\) est dérivable en \(0\), \(g_a'(0)=0\).
Tableau Variations et représentations des fonctions puissances à exposant réel
Les variations dépendent du signe de \(a\).
| \(a<0\) | \(0<a\) |
|---|---|
Figure Familles de courbes de fonctions puissances à exposant réel
Représentation graphique des fonctions puissances pour \(a<0\), \(0<a<1\), \(a=1\) et \(a>1\).