Compléments à la fonction ln. Fonctions exponentielles. Fonctions puissances.

Documents pareils
Chapitre 3. Quelques fonctions usuelles. 1 Fonctions logarithme et exponentielle. 1.1 La fonction logarithme

Commun à tous les candidats

Fonction réciproque. Christelle MELODELIMA. Chapitre 2 :

La fonction exponentielle

t 100. = 8 ; le pourcentage de réduction est : 8 % 1 t Le pourcentage d'évolution (appelé aussi taux d'évolution) est le nombre :

Correction du Baccalauréat S Amérique du Nord mai 2007

Complément d information concernant la fiche de concordance

Cours Fonctions de deux variables

Exercice autour de densité, fonction de répatition, espérance et variance de variables quelconques.

Chap 4. La fonction exponentielle Terminale S. Lemme : Si est une fonction dérivable sur R telle que : = et 0! = 1 alors ne s annule pas sur R.

Chapitre 6. Fonction réelle d une variable réelle

Exercice 3 (5 points) A(x) = 1-e -0039' e- 0,039x A '() -'-,..--,-,--,------:-- X = (l_e-0,039x)2

Développements limités. Notion de développement limité

Bac Blanc Terminale ES - Février 2011 Épreuve de Mathématiques (durée 3 heures)

Chapitre 2 Le problème de l unicité des solutions

Baccalauréat ES/L Amérique du Sud 21 novembre 2013

Fonctions de deux variables. Mai 2011

EXERCICE 4 (7 points ) (Commun à tous les candidats)

Baccalauréat S Antilles-Guyane 11 septembre 2014 Corrigé

Développements limités, équivalents et calculs de limites

FONCTIONS DE PLUSIEURS VARIABLES (Outils Mathématiques 4)

I. Ensemble de définition d'une fonction

Comparaison de fonctions Développements limités. Chapitre 10

FONCTION EXPONENTIELLE ( ) 2 = 0.

O, i, ) ln x. (ln x)2

Mais comment on fait pour...

Comment tracer une droite représentative d'une fonction et méthode de calcul de l'équation d'une droite.

TSTI 2D CH X : Exemples de lois à densité 1

Correction du baccalauréat ES/L Métropole 20 juin 2014

Dérivées d ordres supérieurs. Application à l étude d extrema.

Capes Première épreuve

Baccalauréat ES Pondichéry 7 avril 2014 Corrigé

Maple: premiers calculs et premières applications

Corrigé du baccalauréat S Pondichéry 13 avril 2011

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL SESSION 2012 OBLIGATOIRE MATHÉMATIQUES. Série S. Durée de l épreuve : 4 heures Coefficient : 7 ENSEIGNEMENT OBLIGATOIRE

DUT Techniques de commercialisation Mathématiques et statistiques appliquées

Premiers pas avec Mathematica

3 Approximation de solutions d équations

C f tracée ci- contre est la représentation graphique d une

TP 7 : oscillateur de torsion

IV- Equations, inéquations dans R, Systèmes d équations

Notes du cours MTH1101 Calcul I Partie II: fonctions de plusieurs variables

Leçon 01 Exercices d'entraînement

Bien lire l énoncé 2 fois avant de continuer - Méthodes et/ou Explications Réponses. Antécédents d un nombre par une fonction

Fonctions de plusieurs variables

Corrigé du baccalauréat S Asie 21 juin 2010

EXERCICES - ANALYSE GÉNÉRALE

BACCALAUREAT GENERAL MATHÉMATIQUES

Baccalauréat ES Polynésie (spécialité) 10 septembre 2014 Corrigé

Continuité et dérivabilité d une fonction

DÉRIVÉES. I Nombre dérivé - Tangente. Exercice 01 (voir réponses et correction) ( voir animation )

Exercices - Fonctions de plusieurs variables : corrigé. Pour commencer

Raisonnement par récurrence Suites numériques

Baccalauréat technique de la musique et de la danse Métropole septembre 2008

Structures algébriques

Cours d Analyse. Fonctions de plusieurs variables

Chapitre VI Fonctions de plusieurs variables

CCP PSI Mathématiques 1 : un corrigé

8.1 Généralités sur les fonctions de plusieurs variables réelles. f : R 2 R (x, y) 1 x 2 y 2

Chapitre 0 Introduction à la cinématique

Dérivées et différentielles des fonctions de plusieurs variables

Fonctions linéaires et affines. 1 Fonctions linéaires. 1.1 Vocabulaire. 1.2 Représentation graphique. 3eme

Equations différentielles linéaires à coefficients constants

Baccalauréat L spécialité, Métropole et Réunion, 19 juin 2009 Corrigé.

Fonctions homographiques

SEANCE 4 : MECANIQUE THEOREMES FONDAMENTAUX

Baccalauréat ES/L Métropole La Réunion 13 septembre 2013 Corrigé

SYSTEMES LINEAIRES DU PREMIER ORDRE

enquête pour les fautes sur le fond, ce qui est graves pour une encyclopédie.

Calculs de probabilités avec la loi normale

I. Polynômes de Tchebychev

Carl-Louis-Ferdinand von Lindemann ( )

Exo7. Limites de fonctions. 1 Théorie. 2 Calculs

Probabilités conditionnelles Exercices corrigés

mathématiques mathématiques mathématiques mathématiques

Calcul intégral élémentaire en plusieurs variables

Dérivation CONTENUS CAPACITÉS ATTENDUES COMMENTAIRES

Etude de fonctions: procédure et exemple

Dérivation : cours. Dérivation dans R

Nombre dérivé et tangente

Simulation de variables aléatoires

mathématiques mathématiques mathématiques mathématiques mathématiques mathématiques SÉRIE ES ANNALES DES SUJETS DE MATHÉMATIQUES SESSION 2013

AC AB. A B C x 1. x + 1. d où. Avec un calcul vu au lycée, on démontre que cette solution admet deux solutions dont une seule nous intéresse : x =

Cours d Analyse I et II

Baccalauréat ES Amérique du Nord 4 juin 2008

Fonctions de plusieurs variables, intégrales multiples, et intégrales dépendant d un paramètre

Exercice 1 Trouver l équation du plan tangent pour chaque surface ci-dessous, au point (x 0,y 0,z 0 ) donné :

I - PUISSANCE D UN POINT PAR RAPPORT A UN CERCLE CERCLES ORTHOGONAUX POLES ET POLAIRES

Continuité d une fonction de plusieurs variables

Notes du cours MTH1101N Calcul I Partie II: fonctions de plusieurs variables

ÉVALUATION FORMATIVE. On considère le circuit électrique RC représenté ci-dessous où R et C sont des constantes strictement positives.

Corrigé du baccalauréat S Pondichéry 12 avril 2007

Premier ordre Expression de la fonction de transfert : H(p) = K

Introduction. Mathématiques Quantiques Discrètes

OM 1 Outils mathématiques : fonction de plusieurs variables

Seconde Généralités sur les fonctions Exercices. Notion de fonction.

Méthodes de quadrature. Polytech Paris-UPMC. - p. 1/48

ce n est pas un livre auto-suffisant (il est loin d être exhaustif )!

Annexe 1 Programmes des classes préparatoires aux Grandes Ecoles

Tests non-paramétriques de non-effet et d adéquation pour des covariables fonctionnelles

Transcription:

Compléments à la fonction ln. Fonctions exponentielles. Fonctions puissances.. Fonctions composées avec ln... p2 4. Fonctions puissances... p8 2. Exposants réels... p4 5. Croissances comparées... p0 3. Fonctions exponentielles... p5 6. Logarithmes décimaux... p Copyright meilleurenmaths.com. Tous droits réservés

. Fonctions composées avec ln.. Remarque u est une fonction numérique définie et strictement positive sur l'intervalle I. I u ]0;+ [ ln R x u(x) ln(u( x)) ln o u x I, g ( x)=ln(u(x))=(ln ou)(x).2. Théorème Si u est une fonction numérique strictement positive et dérivable sur l'intervalle I alors g =ln o u est dérivable sur I et : x I, g ' (x )=(ln o u)' (x)= u ' (x ) u( x) Démonstration : (g o f )' ( x)=g ' ( f ( x)) f ' ( x) (ln ou)' ( x)=ln' (u( x)) u ' (x) Or, ln ' (x)= x donc ln ' (u (x))= u( x) (ln o u )' ( x)= u ' ( x) u (x) Exemple : u(x)=3 x 2 + u est dérivable et strictement positive sur R. x R, g ( x)=ln(3 x 2 +) g ' (x)= 6 x 3 x 2 + Conséquence : Le signe de g ' (x) est égal au signe de u' ( x). Donc, g et u sont les mêmes variations sur I. Copyright meilleurenmaths.com. Tous droits réservés Page 2

.3. Limites Dans ce qui suit, on peut remplacer x a par x a + ou x a - ou x + ou x. a) Si u( x)=+ x a alors ln(u(x))=+ x a. b) Si x a c) Si x a u( x)=0 avec u(x)>0 alors x a u( x)=b>0 alors x a ln(u(x))=ln b. ln(u (x))=..4. Exercice f : x f (x)=ln ( x 2 x+3) a) Démontrer que f est définie sur l'ensemble ] ; 3 [ ]2;+ [. b) Calculer sa dérivée et indiquer son sens de variation. c) Déterminer les ites de f aux bornes de l'ensemble de définition. a) x D f x 2 x+3 >0 Donc, D f =] ; 3[ ] 2;+ [ b) u(x)= x 2. u est dérivable sur ] ; 3[ et sur ]2;+ [. x+3 u' (x) x D f, f ' ( x)= u( x) = 5 ( x+3) x+3 2 x 2 = 5 (x+3)( x 2) >0 f est strictement croissante sur ] ; 3[ et sur ]2;+ [. x 2 c) De même, x 2 x 3 - x+3 = donc f ( x)=ln =0. f (x)=ln =0. x+3 =+ donc f (x)=+ x 3 - x 2 x+3 =0 donc f (x)= x 2 + x 2 + Les droites d'équations x= 3 et x=2 sont des asymptotes verticales à la courbe représentative de f dans un repère orthogonal. La droite d'équation y=0 est une asymptote horizontale à la courbe en + et en. Copyright meilleurenmaths.com. Tous droits réservés Page 3

2. Exposants réels 2.. Racine n ième x ]0 ;+ [ n N * ln x n =nln x= y x n =e y =e nln x x ]0 ;+ [ n N * L'unique nombre réel y strictement positif tel que y n = x se nomme racine n ième de x et se note : y= n x. n x= y y n = x Or, ln( n x)=ln y et ln y n =ln x=nln y, donc : ln y= n ln x On a donc : ln( n x)= n ln x Ainsi : n n x=e ln x. L'unique nombre réel y strictement positif tel que y n = x se nomme racine n ième de x et se note : y=n x= x n =e n ln x 2.2. Exposants rationnels x ]0 ;+ [ r Q r= p q On note : x r =x p =( q x q) p =(x p ) q p Z et q N *. p ln x r =ln x =ln[( q x Donc, ln x r =r ln x q) p ]= p ln x q = p q ln x= p ln x=rln x q x ]0;+ [ r Q x r =e r ln x Copyright meilleurenmaths.com. Tous droits réservés Page 4

2.3. Exposants réels Définition : x ]0;+ [ α R x α =e α ln x On peut vérifier les propriétés des exposants : α R β R x ]0 ;+ [ y ]0;+ [ x α x β = x α+β x α x β =xα β (x α ) β = x αβ (xy) α = x α y α 3. Fonctions exponentielles 3.. Définition a est un nombre réel strictement positif et différent de. On nomme fonction exponentielle de base a, la fonction exp a qui au réel x associe a x. exp a : R ]0 ;+ [ x exp a (x)=a x =e xln a Pour a=e, on obtient la fonction exponentielle. 3.2. Propriétés x R, a>0 et a ln a x =x ln a x R, y R, a>0 et a a x+ y =a x a y a x a y=ax y (a x ) y =a xy 3.3. Variations exp a (x)=a x =e xln a exp a est dérivable sur R. exp a ' ( x)=(ln a)e x ln a =(ln a )a x Copyright meilleurenmaths.com. Tous droits réservés Page 5

Le signe de exp a ' ( x) est le signe de ln a. Si 0<a< alors ln a<0 et exp a ' ( x)<0 exp a est strictement décroissante sur R. Si a> alors ln a>0 et exp a ' ( x)>0 exp a est strictement croissante sur R. 3.4. Limites exp a (x)=a x =e xln a Si 0<a< alors ln a<0 e x =+ et x ln a=+ et e x =0. Donc, e x ln a =0 e x =+. Donc, e x ln a =+ Si a> alors ln a>0 x ln a=+ et x ln a= et e x =+. Donc, e x ln a =+ e x ln a =0 e x =0. Donc, 3.5. Tableaux de variation Copyright meilleurenmaths.com. Tous droits réservés Page 6

3.6. Représentations graphiques exp a (0)= Si 0<a< alors la droite d'équation y=0 est une asymptote à la courbe C a en +. Si a> alors la droite d'équation y=0 est une asymptote à la courbe C a en. Exemples : a=2 exp 2 (x)=2 x a= 2 exp ( x)=( x 2) 2 Remarque : ) C 2 M (x ;2 x ) C 2 M '( x; ( x 2) ( x =2 2) x Donc M et M' sont symétriques par rapport à ( y' y). C 2 et C sont symétriques par rapport à ( y' y). 2 Copyright meilleurenmaths.com. Tous droits réservés Page 7

4. Fonctions puissances 4.. Définition α R f α :]0 ;+ [ ]0 ;+ [ x f α ( x)= x α =e αln x Pour α=, f (x )=x = x Pour α=0, f 0 (x)=x 0 =e 0 ln x = Pour α= n (n N* ), f n est la fonction racine n ième. 4.2. Fonction dérivée α 0, f α est dérivable sur ]0 ;+ [ f ' α (x)=α x eα ln x = α x eα ln x =α xα =α xα x 4.3. Limites a) α<0 α ln x= et αln x=+ et x 0 + e x =0. Donc, x α =0 e x =+. Donc, x 0 + x α =+ La droite d'équation x=0 est une asymptote verticale à la courbe représentative de f α. La droite d'équation y=0 est une asymptote horizontale à la courbe représentative de f α en +. b) α>0 α ln x=+ et αln x= et x 0 + e x =+. Donc, x α =+ e x =0. Donc, x 0 + x α =0 On peut alors considérer la fonction g α définie sur [0;+ [ par : g α (x)=0 (= x 0 + f α (x)=0 )et x ]0 ;+ [, g α (x)= f α ( x) On dit alors que g α est le prolongement de f α par continuité en 0. (On peut étudier la dérivabilité en 0 du prolongement par continuité de f α ) Copyright meilleurenmaths.com. Tous droits réservés Page 8

4.4. Tableaux de variation 4.5. Représentations graphiques f α ()= α =e αln = On trace les cas particuliers C 0 et C, puis C ; C 2 et C 2. Copyright meilleurenmaths.com. Tous droits réservés Page 9

5. Croissances comparées 5.. Fonction logarithme et fonctions puissances en + ln x=+. Si α>0 alors x α =+. Nous avons déjà montré que ln x α =αln x donc, ln x x = ln xα α α x α ln x x =0. x α =+ ln x et x =0 ln x donc x =0 α Cas particuliers : n N * ln x x =0 ln x n et x =0 On dit que les fonctions puissances (d'exposant strictement positif) l'emportent sur la fonction ln lorsque x tend vers +. 5.2. Fonction exponentielle et fonctions puissances en + On peut démontrer que : e x x α =+ avec α>0 Cas particuliers : n N * e x x n =+ et e x x =+ On dit que la fonction exponentielle l'emporte sur toutes les fonctions puissances lorsque x tend vers +. Copyright meilleurenmaths.com. Tous droits réservés Page 0

5.3. Fonction logarithme et fonctions puissances en 0 On vérifie que : n N * x n ln x=0 x 0 + 5.4. Fonction exponentielle et fonctions puissances en - On vérifie que : n N * x n e x =0 6. Logarithmes décimaux 6.. Définition On nomme fonction logarithme décimal, la fonction log, définie sur ]0;+ [ par : log x= ln x ln 0 6.2. Propriétés log =0 et log 0= log est dérivable sur ]0;+ [, log ' (x)= x ln0 log 0>0 donc la fonction logarithme décimal est strictement croissante sur ]0 ;+ [. a ]0;+ [ et b ]0;+ [ log(ab)=log(a)+log(b) log ( a ) = log a log ( a =log a logb b) Copyright meilleurenmaths.com. Tous droits réservés Page

log a= 2 log a x R, log a x =x log a Pour a=0, log 0 x =x log0=x log y=x y=0 x 6.3. Remarque Avant l'utilisation des calculatrices en classe, on utilisait les logarithmes décimaux pour des calculs numériques. a ]0;+ [ a= x 0 m avec x [ ;0[ et m Z log a=log x+log 0 m =m+log x x<0 alors 0 log 0< log x est la mantisse de log a. m est la caractéristique de log a. Si a admet 4 chiffres significatifs, log x étant donné par «une table de logarithmes décimaux», la caractéristique m place la virgule parmi les chiffres significatifs. Copyright meilleurenmaths.com. Tous droits réservés Page 2