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Condition nécessaire : énoncé (Première spé)

Propriété

Condition nécessaire

Soit $f$ une fonction dérivable sur un intervalle ouvert $I$ et $a\in I$. Si $f$ admet un extremum local en $a$, alors $f'(a)=0$. Graphiquement, la tangente en ce point est horizontale.

Démonstration : Condition nécessaire
Démonstration

Condition nécessaire

Supposons que $f$ admette un maximum local en $a$. Pour $h\neq 0$ assez proche de $0$, $f(a+h)\leq f(a)$, donc $f(a+h)-f(a)\leq 0$.

  • Pour $h>0$, le taux $\frac{f(a+h)-f(a)}{h}$ est négatif ou nul. Sa limite $f'(a)$ ne peut donc pas être strictement positive : $f'(a)\leq 0$.
  • Pour $h<0$, le taux est positif ou nul. Sa limite ne peut pas être strictement négative : $f'(a)\geq 0$.

Donc $f'(a)=0$. Le raisonnement est le même pour un minimum local.

Attention

La réciproque est fausse

Pour $f(x)=x^3$, $f'(0)=0$, mais $f$ est strictement croissante sur $\mathbb{R}$ : elle n'admet pas d'extremum en $0$. La tangente à l'origine est horizontale et la courbe la traverse. L'annulation de $f'$ ne suffit pas : il faut un changement de signe.

S’entraîner

Dans le cours

Dérivation : Condition nécessaire