Derivee Piecewise
1. **Énoncé du problème :**
Déterminer les réels $a,b$ tels que la fonction
$$f(x) = \begin{cases} \sqrt{x} & \text{si } 0 \leq x \leq 1 \\ ax^2 + bx + 1 & \text{si } x > 1 \end{cases}$$
soit dérivable sur $\mathbb{R}_+$.
2. **Rappel des définitions et conditions :**
- Une fonction est dérivable en un point si elle est continue en ce point et que la limite du taux d'accroissement existe.
- Pour que $f$ soit dérivable en $x=1$, il faut que $f$ soit continue en 1 et que les dérivées à gauche et à droite en 1 soient égales.
3. **Continuité en $x=1$ :**
On impose
$$\lim_{x \to 1^-} f(x) = f(1) = \lim_{x \to 1^+} f(x)$$
Calculons :
- $f(1)$ par la définition de gauche : $f(1) = \sqrt{1} = 1$
- Limite à droite : $\lim_{x \to 1^+} ax^2 + bx + 1 = a(1)^2 + b(1) + 1 = a + b + 1$
Donc continuité $\Rightarrow 1 = a + b + 1 \implies a + b = 0$.
4. **Dérivabilité en $x=1$ :**
Calculons les dérivées à gauche et à droite :
- À gauche, $f(x) = \sqrt{x}$ donc
$$f'(x) = \frac{1}{2\sqrt{x}} \implies f'(1^-) = \frac{1}{2}$$
- À droite, $f(x) = ax^2 + bx + 1$ donc
$$f'(x) = 2ax + b \implies f'(1^+) = 2a + b$$
Pour dérivabilité, on impose
$$f'(1^-) = f'(1^+) \implies \frac{1}{2} = 2a + b$$
5. **Résolution du système :**
On a deux équations :
$$\begin{cases} a + b = 0 \\ 2a + b = \frac{1}{2} \end{cases}$$
Soustrayons la première de la deuxième :
$$(2a + b) - (a + b) = \frac{1}{2} - 0 \implies a = \frac{1}{2}$$
Puis
$$b = -a = -\frac{1}{2}$$
6. **Conclusion :**
Les valeurs
$$a = \frac{1}{2}, \quad b = -\frac{1}{2}$$
assurent que $f$ est dérivable sur $\mathbb{R}_+$.
**Réponse finale :**
$$\boxed{a = \frac{1}{2}, \quad b = -\frac{1}{2}}$$