Ensembles Bornes
1. Énonçons le problème : déterminer si l'ensemble $$E = 2x + \frac{3x + 7}{x + 4}$$ pour $$x \in [1, 5[ $$ est majoré, minoré ou borné.
2. Étudions la fonction $$f(x) = 2x + \frac{3x + 7}{x + 4}$$ sur l'intervalle $$[1,5[ $$.
3. Calculons les limites aux bornes de l'intervalle :
- En $$x=1$$ :
$$f(1) = 2(1) + \frac{3(1) + 7}{1 + 4} = 2 + \frac{3 + 7}{5} = 2 + 2 = 4$$
- En approchant $$x \to 5^-$$ :
$$f(5) = 2(5) + \frac{3(5) + 7}{5 + 4} = 10 + \frac{15 + 7}{9} = 10 + \frac{22}{9} = 10 + 2.444... = 12.444...$$
4. La fonction est continue sur $$[1,5[ $$ et la limite en $$5$$ est finie.
5. Cherchons les extrema en dérivant :
$$f'(x) = 2 + \frac{(3)(x+4) - (3x+7)(1)}{(x+4)^2} = 2 + \frac{3x + 12 - 3x - 7}{(x+4)^2} = 2 + \frac{5}{(x+4)^2}$$
6. Comme $$ (x+4)^2 > 0 $$ pour tout $$x \in [1,5[ $$, alors $$f'(x) = 2 + \frac{5}{(x+4)^2} > 0$$.
7. La fonction est strictement croissante sur $$[1,5[ $$.
8. Donc, le minimum est atteint en $$x=1$$ avec $$f(1) = 4$$ et la fonction tend vers $$12.444...$$ quand $$x \to 5^-$$.
9. Conclusion :
- $$E$$ est minoré par $$4$$.
- $$E$$ est majoré par $$12.444...$$.
- Donc, $$E$$ est borné.
Réponse finale : L'ensemble $$E$$ est borné, minoré par $$4$$ et majoré par environ $$12.444$$.