Answer
**Domaine de définition :**
\( D_h = \mathbb{R} \)
La fonction \( h(x) \) est définie pour tous les réels \( x \).
**Périodicité :**
\( T = 2\pi \) est une période de \( h(x) \) car \( h(x + 2\pi) = h(x) \) pour tout \( x \).
**Dérivée de \( h(x) \) :**
\[ h'(x) = \frac{2\cos x - 1}{(2 - \cos x)^2} \]
La dérivée est positive lorsque \( \cos x > \frac{1}{2} \) et négative lorsque \( \cos x < \frac{1}{2} \).
**Centre de symétrie de \( k(x) \) :**
Le point \( A(1 ; 3) \) est un centre de symétrie pour \( k(x) \) car \( k(1 + h) + k(1 - h) = 6 \) pour tout \( h \).
**Axe de symétrie de \( j(x) \) :**
La droite \( x = 3 \) est l'axe de symétrie de \( j(x) = x^2 - 6x + 11 \).
Solution
Bien sûr, détaillons chaque partie de votre exercice étape par étape.
### 1. **Domaine de définition de \( h(x) = \frac{\sin x}{2 - \cos x} \)**
Pour déterminer le domaine de définition \( D_h \) de \( h(x) \), nous devons identifier les valeurs de \( x \) pour lesquelles le dénominateur n'est pas nul.
\[ 2 - \cos x \neq 0 \implies \cos x \neq 2 \]
Or, \( \cos x \) est toujours compris entre \(-1\) et \(1\). Ainsi, \( 2 - \cos x \) est toujours différent de zéro pour tout \( x \in \mathbb{R} \).
**Conclusion :**
\[ D_h = \mathbb{R} \]
### 2. **Périodicité de \( h(x) \) : \( T = 2\pi \) est une période**
Pour démontrer que \( T = 2\pi \) est une période de \( h(x) \), nous devons vérifier que \( h(x + 2\pi) = h(x) \) pour tout \( x \in \mathbb{R} \).
Calculons \( h(x + 2\pi) \) :
\[ h(x + 2\pi) = \frac{\sin(x + 2\pi)}{2 - \cos(x + 2\pi)} \]
Or, les fonctions sinus et cosinus sont périodiques de période \( 2\pi \) :
\[ \sin(x + 2\pi) = \sin x \]
\[ \cos(x + 2\pi) = \cos x \]
Ainsi,
\[ h(x + 2\pi) = \frac{\sin x}{2 - \cos x} = h(x) \]
**Conclusion :**
La fonction \( h(x) \) est périodique de période \( 2\pi \).
### 3. **Dérivée de \( h(x) \) et son signe**
Pour trouver la dérivée de \( h(x) \), utilisons la règle de dérivation d'un quotient.
\[ h(x) = \frac{\sin x}{2 - \cos x} \]
Calculons \( h'(x) \) :
\[ h'(x) = \frac{(2 - \cos x) \cdot \cos x - \sin x \cdot \sin x}{(2 - \cos x)^2} \]
\[ h'(x) = \frac{2\cos x - \cos^2 x - \sin^2 x}{(2 - \cos x)^2} \]
Utilisons l'identité trigonométrique \( \sin^2 x + \cos^2 x = 1 \) :
\[ h'(x) = \frac{2\cos x - (\cos^2 x + \sin^2 x)}{(2 - \cos x)^2} \]
\[ h'(x) = \frac{2\cos x - 1}{(2 - \cos x)^2} \]
**Signe de \( h'(x) \) :**
Le dénominateur \( (2 - \cos x)^2 \) est toujours positif. Le signe de la dérivée dépend donc du numérateur \( 2\cos x - 1 \).
- \( 2\cos x - 1 > 0 \) lorsque \( \cos x > \frac{1}{2} \)
- \( 2\cos x - 1 = 0 \) lorsque \( \cos x = \frac{1}{2} \)
- \( 2\cos x - 1 < 0 \) lorsque \( \cos x < \frac{1}{2} \)
**Interprétation :**
- \( h(x) \) est croissante lorsque \( \cos x > \frac{1}{2} \) (c'est-à-dire pour \( x \) dans les intervalles où \( x \) est proche de \( 0 \) modulo \( 2\pi \)).
- \( h(x) \) est décroissante lorsque \( \cos x < \frac{1}{2} \) (c'est-à-dire pour \( x \) dans les intervalles où \( x \) est proche de \( \pi \) modulo \( 2\pi \)).
### 4. **Centre de \( k(x) = (x - 1)^3 - (x - 1) + 3 \)**
Il semble que vous souhaitez montrer que le point \( A(1 ; 3) \) est un centre de symétrie pour la fonction \( k(x) \).
Calculons \( k(1) \) :
\[ k(1) = (1 - 1)^3 - (1 - 1) + 3 = 0 - 0 + 3 = 3 \]
Ainsi, \( k(1) = 3 \), donc le point \( A(1 ; 3) \) appartient au graphe de \( k \).
Pour vérifier que \( A(1 ; 3) \) est un **centre de symétrie**, vérifions que \( k(1 + h) + k(1 - h) = 2 \times 3 = 6 \) pour tout \( h \).
Calculons \( k(1 + h) \) et \( k(1 - h) \) :
\[ k(1 + h) = ( (1 + h - 1)^3 ) - (1 + h -1) + 3 = h^3 - h + 3 \]
\[ k(1 - h) = ( (1 - h -1)^3 ) - (1 - h -1) + 3 = (-h)^3 - (-h) + 3 = -h^3 + h + 3 \]
Additionnons les deux expressions :
\[ k(1 + h) + k(1 - h) = h^3 - h + 3 - h^3 + h + 3 = 6 \]
Ainsi, pour tout \( h \), \( k(1 + h) + k(1 - h) = 6 \).
**Conclusion :**
Le point \( A(1 ; 3) \) est un centre de symétrie pour la fonction \( k(x) \).
### 5. **Axe de symétrie de \( j(x) = x^2 - 6x + 11 \) et la droite \( (D) : x = 3 \)**
Pour une fonction quadratique de la forme \( j(x) = ax^2 + bx + c \), l'axe de symétrie est donné par :
\[ x = -\frac{b}{2a} \]
Dans notre cas, \( a = 1 \) et \( b = -6 \).
\[ x = -\frac{-6}{2 \times 1} = \frac{6}{2} = 3 \]
La droite \( (D) : x = 3 \) est donc l'axe de symétrie de la parabole représentée par \( j(x) \).
**Conclusion :**
La droite \( (D) : x = 3 \) est l'axe de symétrie de la fonction \( j(x) = x^2 - 6x + 11 \).
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