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Mathématiques · Première technologiqueÉpreuve anticipée de mathématiques

Fonction dérivée : cours de Première technologique

Publié le 11 novembre 2026 · Mis à jour le 11 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • La fonction dérivée f′f' associe à chaque xx d'un intervalle le nombre dérivé de ff en xx ; elle traduit une évolution instantanée.4
  • Au programme : (x2)′=2x(x^2)'=2x et (x3)′=3x2(x^3)'=3x^2 ; on en déduit la dérivée de tout polynôme de degré inférieur ou égal à trois.1
  • Règles utiles : constante →0\to 0, x→1x \to 1, (k f)′=k f′(k\,f)'=k\,f', (f+g)′=f′+g′(f+g)'=f'+g'.
  • Tangente en aa : y=f′(a)(x−a)+f(a)y=f'(a)(x-a)+f(a).1
  • Signe de f′f' et sens de variation sont liés : f′>0f'>0 sur un intervalle, ff croît ; f′<0f'<0, ff décroît.1
  • Méthode type : dériver, factoriser f′f', étudier son signe, dresser le tableau de variations.

Du nombre dérivé à la fonction dérivée

Dans le chapitre précédent, tu as calculé des nombres dérivés : pour une fonction ff et une valeur aa, le nombre f′(a)f'(a) est le nombre dont se rapproche le taux de variation f(a+h)−f(a)h\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h} quand hh devient très proche de 00. Il mesure la pente de la tangente à la courbe au point d'abscisse aa.

Problème pratique : refaire ce calcul pour chaque valeur de aa serait long. L'idée de ce chapitre est de faire le calcul une seule fois, avec aa quelconque. On obtient alors une formule qui donne directement le nombre dérivé en n'importe quel point. Cette formule définit une nouvelle fonction : la fonction dérivée.

Le programme présente la dérivation comme un concept mathématique qui traduit une évolution instantanée.4 Une situation classique : la courbe de croissance d'un enfant. Le nombre dérivé donne la vitesse à laquelle la grandeur change à un instant précis, et son signe dit si elle augmente ou diminue.5 La fonction dérivée rassemble toutes ces vitesses instantanées en une seule fonction.

À quoi sert-elle ? Le programme le dit clairement : la dérivée devient l'outil efficace pour étudier les variations d'une fonction.4 C'est l'objectif final du chapitre : lire le signe de f′f' pour savoir où ff monte et où ff descend, sans tracer la courbe point par point.

Les dérivées de x², de x³ et des cas simples

Le programme de Première technologique retient deux fonctions de référence à dériver : x↦x2x\mapsto x^2 et x↦x3x\mapsto x^3.1 Voyons d'où viennent leurs dérivées, car comprendre le calcul aide à ne pas l'oublier.

Démonstration · Pourquoi $(x^2)'=2x$ ?

Prenons f(x)=x2f(x)=x^2 et un réel aa. Le taux de variation entre aa et a+ha+h (avec h≠0h\neq 0) vaut :

(a+h)2−a2h=a2+2ah+h2−a2h=2ah+h2h=2a+h.\frac{(a+h)^2-a^2}{h}=\frac{a^2+2ah+h^2-a^2}{h}=\frac{2ah+h^2}{h}=2a+h.

Quand hh se rapproche de 00, 2a+h2a+h se rapproche de 2a2a. Donc f′(a)=2af'(a)=2a, et ceci pour tout aa : la fonction dérivée est x↦2xx\mapsto 2x.

Démonstration · Pourquoi $(x^3)'=3x^2$ ?

Avec f(x)=x3f(x)=x^3, on développe (a+h)3=a3+3a2h+3ah2+h3(a+h)^3=a^3+3a^2h+3ah^2+h^3. Le taux de variation vaut donc :

(a+h)3−a3h=3a2h+3ah2+h3h=3a2+3ah+h2.\frac{(a+h)^3-a^3}{h}=\frac{3a^2h+3ah^2+h^3}{h}=3a^2+3ah+h^2.

Quand hh se rapproche de 00, les termes 3ah3ah et h2h^2 disparaissent et il reste 3a23a^2. Donc f′(a)=3a2f'(a)=3a^2.

Démonstration · Constante et fonction $x\mapsto x$

Pour une constante cc, f(a+h)−f(a)=c−c=0f(a+h)-f(a)=c-c=0, donc le taux de variation vaut 00 pour tout hh : la dérivée est 00. Pour f(x)=xf(x)=x, le taux vaut (a+h)−ah=hh=1\dfrac{(a+h)-a}{h}=\dfrac{h}{h}=1 : la dérivée est 11. Cela se lit sur la courbe : une droite horizontale a une pente nulle, la droite d'équation y=xy=x a une pente de 11.

Dériver un polynôme de degré inférieur ou égal à trois

Au programme figure aussi le calcul de la dérivée d'un polynôme de degré 3 au plus.1 Un tel polynôme s'écrit f(x)=ax3+bx2+cx+df(x)=ax^3+bx^2+cx+d, avec aa, bb, cc, dd réels. Pas besoin de méthode compliquée : on dérive chaque terme l'un après l'autre, grâce à deux règles de calcul.

Démonstration · Pourquoi ces règles fonctionnent

Le taux de variation d'une somme est la somme des taux de variation, car (f+g)(a+h)−(f+g)(a)h=f(a+h)−f(a)h+g(a+h)−g(a)h\dfrac{(f+g)(a+h)-(f+g)(a)}{h}=\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h}+\dfrac{g(a+h)-g(a)}{h}. De même, factoriser kk dans le numérateur de kf(a+h)−kf(a)h\dfrac{k f(a+h)-k f(a)}{h} montre qu'il ressort devant le taux de ff. En se rapprochant de h=0h=0, chaque morceau garde sa propriété.

Équation de la tangente avec la fonction dérivée

Le programme inclut l'équation réduite de la tangente en un point.1 Tu l'as rencontrée avec les nombres dérivés ; la fonction dérivée la rend rapide à écrire, car f′(a)f'(a) se calcule en une ligne.

Signe de la dérivée et sens de variation

C'est le cœur du chapitre. Le nombre dérivé est la pente de la tangente : une pente positive signifie que la courbe monte, une pente négative qu'elle descend. Les situations de croissance d'un enfant le montrent bien : sur un intervalle où la courbe baisse, le nombre dérivé est négatif.5 Cette observation se généralise.

Méthode d'examen et erreurs à éviter

Dans les exercices de l'épreuve anticipée de mathématiques, la dérivation sert à étudier une fonction modélisant une situation : un coût, une quantité, une hauteur, une concentration. On te demande souvent trois choses dans cet ordre : calculer f′(x)f'(x), étudier son signe, puis conclure sur la situation (quand la grandeur est-elle la plus grande ou la plus petite ?). Les variations et les extremums seront approfondis dans le chapitre suivant.

Exercices corrigés

Exercice 1 Calculer une dérivée et un nombre dérivé

★☆☆Environ 6 min

Soit ff la fonction définie sur R\mathbb{R} par f(x)=2x3−3x2+5x−1f(x)=2x^3-3x^2+5x-1.

  1. Calcule f′(x)f'(x).
  2. Calcule le nombre dérivé f′(2)f'(2).
Indice 1

Dérive chaque terme séparément ; la constante disparaît.

Indice 2

Remplace xx par 22 dans f′f', pas dans ff.

Voir la correction pas à pas
  1. Terme par terme : 2x3→6x22x^3\to 6x^2, −3x2→−6x-3x^2\to -6x, 5x→55x\to 5, −1→0-1\to 0.

  2. On additionne : f′(x)=6x2−6x+5f'(x)=6x^2-6x+5.

  3. On remplace xx par 22 : f′(2)=6×4−6×2+5=24−12+5f'(2)=6\times 4-6\times 2+5=24-12+5.

  4. Donc f′(2)=17f'(2)=17.

Le nombre dérivé en 22 vaut 1717 : la tangente en x=2x=2 a une pente de 1717, la courbe monte très fortement à cet endroit.

Exercice 2 Déterminer une équation de tangente

★★☆Environ 10 min

Soit f(x)=x3−2x2+4f(x)=x^3-2x^2+4 définie sur R\mathbb{R}. On note TT la tangente à la courbe de ff au point d'abscisse 11.

  1. Calcule f(1)f(1) et f′(1)f'(1).
  2. Donne l'équation réduite de TT.
  3. Quelle est l'ordonnée du point où TT coupe l'axe des ordonnées ?
Indice 1

Utilise y=f′(1)(x−1)+f(1)y=f'(1)(x-1)+f(1).

Indice 2

L'ordonnée à l'origine s'obtient en posant x=0x=0 dans l'équation réduite.

Voir la correction pas à pas
  1. f(1)=1−2+4=3f(1)=1-2+4=3.

  2. f′(x)=3x2−4xf'(x)=3x^2-4x, donc f′(1)=3−4=−1f'(1)=3-4=-1.

  3. y=−1×(x−1)+3=−x+1+3=−x+4y=-1\times(x-1)+3=-x+1+3=-x+4.

  4. TT coupe l'axe des ordonnées en x=0x=0 : y=−0+4=4y=-0+4=4.

La tangente a pour équation y=−x+4y=-x+4 et coupe l'axe des ordonnées au point d'ordonnée 44.

Exercice 3 Étudier les variations d'une fonction

★★★Environ 12 min

Soit f(x)=x3−3x2f(x)=x^3-3x^2 définie sur R\mathbb{R}.

  1. Calcule f′(x)f'(x) et factorise-la.
  2. Étudie le signe de f′(x)f'(x).
  3. Dresse le tableau de variations de ff en indiquant f(0)f(0) et f(2)f(2).
Indice 1

Factorise f′(x)f'(x) en mettant 3x3x en facteur.

Indice 2

Le trinôme est négatif entre ses racines.

Voir la correction pas à pas
  1. f′(x)=3x2−6x=3x(x−2)f'(x)=3x^2-6x=3x(x-2).

  2. f′f' s'annule en x=0x=0 et x=2x=2 ; le coefficient de x2x^2 est positif, donc f′f' est positive pour x<0x<0, négative pour 0<x<20<x<2, positive pour x>2x>2.

  3. ff est donc croissante sur ]−∞ ; 0]]-\infty\,;\,0], décroissante sur [0 ; 2][0\,;\,2], croissante sur [2 ; +∞[[2\,;\,+\infty[.

  4. On calcule f(0)=0f(0)=0 et f(2)=8−12=−4f(2)=8-12=-4.

La courbe monte jusqu'au point de coordonnées (0 ; 0)(0\,;\,0), descend jusqu'à (2 ; −4)(2\,;\,-4), puis remonte indéfiniment.

Quiz

6 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.

  1. Quelle est la fonction dérivée de f(x)=x3f(x)=x^3 ?

  2. Soit f(x)=4x3−x2+7f(x)=4x^3-x^2+7. Calcule f′(1)f'(1).

  3. Une fonction ff dérivable sur un intervalle II a une dérivée négative sur II. Alors ff est croissante sur II.

  4. Soit f(x)=x2f(x)=x^2. Quelle est l'équation réduite de la tangente à sa courbe au point d'abscisse 33 ?

  5. Une fonction ff a pour dérivée f′(x)=−3x2+12=−3(x−2)(x+2)f'(x)=-3x^2+12=-3(x-2)(x+2). Que peut-on dire de ff sur [−2 ; 2][-2\,;\,2] ?

  6. Quelle est la dérivée de g(x)=5x2−2x+3g(x)=5x^2-2x+3 ?

Les questions qu'on se pose

Quelle est la différence entre nombre dérivé et fonction dérivée ?

Le nombre dérivé f′(a)f'(a) est un nombre : la pente de la tangente au point d'abscisse aa. La fonction dérivée f′f' est une fonction qui donne ce nombre pour chaque xx de l'intervalle.5 Pour obtenir f′(a)f'(a), tu calcules d'abord f′(x)f'(x) puis tu remplaces xx par aa.

Dois-je connaître les dérivées d'autres fonctions que les polynômes ?

En Première technologique, les fonctions de référence à dériver sont x↦x2x\mapsto x^2 et x↦x3x\mapsto x^3, et le calcul porte sur des polynômes de degré inférieur ou égal à trois.1 Les autres dérivées (racine, inverse, exponentielle) ne font pas partie de ce chapitre.

Comment savoir si je dois étudier le signe de $f$ ou celui de $f'$ ?

Pour les variations, tu étudies toujours le signe de f′f' : il indique si ff monte ou descend.1 Le signe de ff renseigne seulement sur la position de la courbe par rapport à l'axe des abscisses. Une fonction peut être négative et croissante à la fois.

Pourquoi la dérivée d'une constante vaut-elle $0$ ?

Une constante ne varie pas : son taux de variation entre deux points est c−ch=0\dfrac{c-c}{h}=0. Graphiquement, c'est une droite horizontale, de pente nulle. C'est pourquoi le terme constant d'un polynôme disparaît quand on dérive.

Sources

Programme visé : Programme d'enseignement de mathématiques de la classe de première de la voie technologique · Ministère de l'Éducation nationale (education.gouv.fr)

  1. Programme d'enseignement de mathématiques de la classe de première de la voie technologique, Ministère de l'Éducation nationale (education.gouv.fr). Consulté le 11 novembre 2026.
  2. Programmes et ressources en mathématiques - voie générale et technologique, Éduscol. Consulté le 11 novembre 2026.
  3. Édubase : Introduire le nombre dérivée en classe de première, Éduscol. Consulté le 11 novembre 2026.
  4. Ressources d'accompagnement : Approximation d'un nombre dérivé et de la fonction dérivée, Éduscol. Consulté le 11 novembre 2026.
  5. Étude des courbes de croissance d'un enfant (application de la dérivation), Éduscol. Consulté le 11 novembre 2026.

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