1 1/ x 1 1 f '( x) 2 2

Documents pareils
f n (x) = x n e x. T k

Corrigé du baccalauréat S Pondichéry 13 avril 2011

CSMA e Colloque National en Calcul des Structures Mai 2013

Guide de correction TD 6

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

Exemple de Plan d Assurance Qualité Projet PAQP simplifié

I. Ensemble de définition d'une fonction

Exponentielle exercices corrigés

Limites finies en un point

A. RENSEIGNEMENTS GÉNÉRAUX. (Adresse civique) 3. Veuillez remplir l'annexe relative aux Sociétés en commandites assurées à la partie E.

DOSSIER DE CANDIDATURE POUR UNE LOCATION

Planche n o 22. Fonctions de plusieurs variables. Corrigé

Les nouvelles orientations politiques du budget 2015 du Gouvernement prévoient

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

Garantie des Accidents de la Vie - Protection Juridique des Risques liés à Internet

Vu la loi n portant code des assurances prom ulguée par le dahir n du 25 rejeb 1423 (3 octobre 2002), telle qu'elle a été complétée ;

Mais comment on fait pour...

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

au Point Info Famille

Comparaison de fonctions Développements limités. Chapitre 10

Florence Jusot, Myriam Khlat, Thierry Rochereau, Catherine Sermet*

Impôts PLUS ou moins-values

Chapitre 6. Fonction réelle d une variable réelle

1 radian. De même, la longueur d un arc de cercle de rayon R et dont l angle au centre a pour mesure α radians est α R. R AB =R.

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable

Journée d échanges techniques sur la continuité écologique

TVA et Systèmes d Information. Retour d expérience d entreprise. A3F - 26 mars 2015 Hélène Percie du Sert COFELY INEO

Continuité et dérivabilité d une fonction

Dérivation : cours. Dérivation dans R

CCP PSI Mathématiques 1 : un corrigé

Exo7. Limites de fonctions. 1 Théorie. 2 Calculs

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

e x o s CORRIGÉ Chapitre 7. La conduite du diagnostic 1. Bilan fonctionnel par grandes masses Bilan fonctionnel de la société Bastin

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable T : pour travailler et mémoriser le cours.

Développements limités. Notion de développement limité

Calcul matriciel. Définition 1 Une matrice de format (m,n) est un tableau rectangulaire de mn éléments, rangés en m lignes et n colonnes.

Baccalauréat S Antilles-Guyane 11 septembre 2014 Corrigé

Exercices - Fonctions de plusieurs variables : corrigé. Pour commencer

Le théorème de Thalès et sa réciproque

Exprimer ce coefficient de proportionnalité sous forme de pourcentage : 3,5 %

Complément d information concernant la fiche de concordance

Matériau pour greffe MIS Corporation. Al Rights Reserved.

Le guide du parraina

I. Polynômes de Tchebychev

Géométrie dans l espace Produit scalaire et équations

Sommaire G-apps : Smart fun for your smartphone!

1S Modèles de rédaction Enoncés

Produits à base de cellules souches de pomme

Quelques contrôle de Première S

Logistique, Transports

Seconde Généralités sur les fonctions Exercices. Notion de fonction.

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

Les ressources du PC

Cours Fonctions de deux variables

LE PRODUIT SCALAIRE ( En première S )

Fonction inverse Fonctions homographiques

Représentation géométrique d un nombre complexe

CENTRE FRANCO-ONTARIEN DE RESSOURCES PÉDAGOGIQUES

Maple: premiers calculs et premières applications

Nombre dérivé et tangente

Les maisons de santé pluridisciplinaires en Haute-Normandie

Correction du baccalauréat ES/L Métropole 20 juin 2014

Correction du Baccalauréat S Amérique du Nord mai 2007

7. Droit fiscal. Calendrier Actualité fiscale 7.2 Contrôle et contentieux fiscal 7.3 Détermination du résultat fiscal.

La fonction exponentielle

Pour l épreuve d algèbre, les calculatrices sont interdites.

Angles orientés et trigonométrie

Terminale SMS - STL

Continuité en un point

Correction du baccalauréat S Liban juin 2007

Enoncé et corrigé du brevet des collèges dans les académies d Aix- Marseille, Montpellier, Nice Corse et Toulouse en Énoncé.

J adopte le geste naturel

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

Développements limités, équivalents et calculs de limites

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

Chapitre 2 Le problème de l unicité des solutions

Intégrales doubles et triples - M

Image d un intervalle par une fonction continue

Séries numériques. Chap. 02 : cours complet.

Commun à tous les candidats

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable T : pour travailler et mémoriser le cours

SINE QUA NON. Découverte et Prise en main du logiciel Utilisation de bases

C est signé mars 2015 Mutuelle soumise au livre II du Code de la Mutualité - SIREN N DOC 007 B-06-18/02/2015

DEMANDE DE GARANTIE FINANCIÈRE ET PACK RCP

Bloc 1 : La stabilité, une question d équilibre

Fonctions de deux variables. Mai 2011

3 Approximation de solutions d équations

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

Titrages acidobasiques de mélanges contenant une espèce forte et une espèce faible : successifs ou simultanés?

La transformation et la mutation des immeubles de bureaux

Contexte. Pour cela, elles doivent être très compliquées, c est-à-dire elles doivent être très différentes des fonctions simples,

Corrigé du baccalauréat S Asie 21 juin 2010

Polynômes à plusieurs variables. Résultant

Activités numériques [13 Points]

LE SURENDETTEMENT. a s s e c o. leo lagrange UNION NATIONALE DES ASSOCIATIONS FAMILIALES. union féminine civique et sociale

Cours d Analyse. Fonctions de plusieurs variables

Chafa Azzedine - Faculté de Physique U.S.T.H.B 1

Leçon 01 Exercices d'entraînement

LE PROCESSUS ( la machine) la fonction f. ( On lit : «fonction f qui à x associe f (x)» )

Baccalauréat ES Amérique du Nord 4 juin 2008

Transcription:

Fonctions Logarithms Ercics corrigés Vrai-Fau Fsic, rcic Soit f la fonction défini par f( ), D son nsmbl d définition t C sa courb ln( ) rprésntativ a On a D = ], +[ b La courb C admt un droit asymptot n + c Pour tout D, on a : f( ) d Pour tout D, on a : f '( ) (ln ) Corrction a Fau : On doit avoir t > donc D= ],[ ], [ b Vrai : lim f( ) t lim f( ) donc y st asymptot d C c Fau : f( ) si, soit ln( ) donc quand ln( ) u' d Vrai : Rapplons qu t rmarquons qu u u ' f( ) ; nous avons donc ln / f '( ) (ln ) (ln ) Fonction ln, EPF 6 On considèr la fonction f : Montrr qu f st défini t dérivabl sur t détrminr la fonction dérivé f d f On considèr la fonction g: ln ln ln t on désign par sa courb rprésntativ dans un rpèr orthonormal d unités graphiqus cm a Eprimr g n fonction d f t précisr l nsmbl d définition d g b Détrminr la fonction dérivé g d g (on pourra utilisr la qustion ) c Etudir l sign d g d Détrminr ls limits d g n t Drssr l tablau ds variations d g f Construir la courb n précisant la tangnt au poiint d absciss Corrction f st un quotint d fonctions dérivabls t l dénominatur n s annul pas, ll st donc continu t dérivabl sur f ' a g f ln ln ln ln b f g ' g' f ' g g' f ' ln donc, comm f st défini sur, g st défini sur ; ln ln ln c L sign d g dépnd d clui d ln ln ln / ln + + ln + + g () + g() Fonction logarithm rcics corrigés A TOUATI touatiamin@yahoofr

ln d En g s comport comm ls trms d plus haut dgré n ln, soit ln ln ; n c st paril car ln tnd vrs, donc ncor comm limit f Tangnt au point d absciss : y Equation, Franc 4 6 points L rcic comport un ann à rndr avc la copi L but d c problèm st d étudir, pour t y élémnts distincts d l intrvall ] ; [, ls coupls y solutions d l équation y (E) t, n particulir, ls coupls constitués d ntirs ln ln y Montrr qu l équation (E) st équivalnt à y ln Soit h la fonction défini sur l intrvall ] ; [ par h ( ) La courb (C) rprésntativ d la fonction h st donné n ann ; st l absciss du maimum d la fonction h sur l intrvall ] ; [ a Rapplr la limit d la fonction h n t détrminr la limit d la fonction h n b Calculr h'( ), où h désign la fonction dérivé d h ; rtrouvr ls variations d h Détrminr ls valurs acts d t h ( ) c Détrminr l intrsction d la courb (C) avc l a ds abscisss Soit un élémnt d l intrvall ; Prouvr l istnc d un uniqu nombr rél a d l intrvall ] ; [ t d un uniqu nombr rél b d l intrvall ] ; [ tl qu h( a) h( b) Ainsi l coupl ( ab, ) st solution d (E) 4 On considèr la fonction s qui, à tout nombr rél a d l intrvall ] ; [, associ l uniqu nombr rél b d l intrvall ] ; [ tl qu h( a) h( b) (on n chrchra pas à primr sa ( ) n fonction d a) Par lctur graphiqu uniqumnt t sans justification, répondr au qustions suivants : a Qull st la limit d s quand a tnd vrs par valurs supériurs? b Qull st la limit d s quand a tnd vrs par valurs infériurs? c Détrminr ls variations d la fonction s Drssr l tablau d variations d s 5 Détrminr ls coupls d ntirs distincts solutions d (E) A rndr avc la copi Corrction Fonction logarithm rcics corrigés A TOUATI touatiamin@yahoofr

y y ln ln y (E) : y ln( ) ln( y ) yln ln y y : pour la prmièr égalité, ln st bijctiv, t y sont strictmnt positifs ; la duièm st un propriété d ln, l rst st du calcul ln ln a lim ; lim lim ln ln ln b '( ) ln h ; ln ln ; h () c h( ) ln h st continu, monoton strictmnt croissant d ] ; [ vrs h) ; il ist donc un uniqu rél a tl qu ha ( ) strictmnt décroissant d ] ; [ vrs rél b tl qu hb () ; (voir ls variations d ; d mêm h st continu, monoton ; (voir ls variations d h) ; il ist donc un uniqu (sur chacun ds intrvalls considérés h st bijctiv, mêm si ll n l st pas globalmnt) 4 s(a) = b a Quand a tnd vrs, tnd vrs, donc b tnd vrs b Quand a tnd vrs infériurmnt, tnd vrs /, donc b tnd vrs supériurmnt c Lorsqu a vari d à, b vari d à, donc s st décroissant 5 Entr t il n y a qu du ntirs : t ; pour a =, b = pour a =, b smbl valoir 4 4 Vérifions n rmplaçant dans (E) : 6, 4 6 ok!,5 y,45,4,5,,5,,5,,5 a 4 6 b 8 4 Dérivés t ln Calculr la dérivé ds fonctions suivants : f( ) ln 6 ln 5 f( ) ln ln f( ) ² Corrction ln 6 f '( ) ln 6 Fonction logarithm rcics corrigés A TOUATI touatiamin@yahoofr

f( ) ln ln( ) ln ( ) ² f '( ) ( ) ln ln f( ), ² ² ² ln ln ln ln '( ) f 4 4 ² ² ² 5 Primitivs t ln Calculr la dérivé d la fonction f défini par f( ) ln sur ] ; [ 4 a Détrminr touts ls primitivs d la fonction h défini par : h ( ) ( ² ) b Détrminr la primitiv d h qui s annul n 4 Détrminr un primitiv F d chacun ds fonctions suivants qui répond à la condition posé :,5 a f( ) t F() = cos b f( ) sin cos t F() = 4 Calculr la dérivé d la fonction défini par f( ) ln 5 Trouvr un primitiv d la fonction défini par : f( ) ² 6 a Montrr qu'un primitiv d ln st f b Détrminr la primitiv d f qui s'annul pour = Corrction u'( ) f( ) ln( u( )) f '( ) u'( )ln'( u( )) u ( ) (ln ) ( ) ( ) ( ) 6 avc u ( ) u'( ) ( )² ( )² ( )² 6 u'( ) ( )² 6 6 d où f '( ) u( ) ( )² ( )( ) 4 4 6 u'( ) a h( ) u'( ) u( ) ( ² ) 6 ( ² ) u( ) u ( ) H( ) K K K (K rél) u( ) ( ² ) b H() K K d où ( ² ) ² 76 En déduir l'nsmbl ds primitivs F d avc u( ) t n n H ( ) ( ² ) 76 4 f( ) ln : ( ) ( ) f( ) ln u( ) avc u ( ) t u'( ) ; ( )² ( )² ( )² u'( ) ( )² f '( ) u( ) ( )² ( )( ) ( )( ) ² 5 f( ) Soit u() = ² +, on a : u'() = + = ( + ) t ² Fonction logarithm rcics corrigés 4 A TOUATI touatiamin@yahoofr

( ) u'( ) f( ) u'( ) u ( ) ² ( ² ) u ( ) '( ) n u u ( ) qui st d la form avc n =, ou n = Ls primitivs d tlls fonctions sont d la form : n u ( ) ( ² ) F ( ) n 4 ( ² ) (+ constant ) (ln ) ln 6 a Dérivons u ( ), u'( ) ln donc u st bin un primitiv d ln Touts ls primitivs sont alors d la form u()+k (ln ) b u() K K u() 6 Calcul d limits cos( ² ) Soit f( ) ; calculr lim f( ) f( ) ln ; calculr lim f( ) 5 ² f( ) ln ; calculr lim f( ) ln 4 lim 5 lim ln Corrction cos( ² ) f( ) cos( ² ) ( ) () lim f f lim f '() avc f() cos( ) cos( ) On calcul donc f '( ) sin( ² ) d'où f '() sin( ) sin lim lim ln ln 5 5 ² lim ln lim ln( ² ) ln lim ln( ² ) lim ln ² ln ² ², ln ln or lim ln ln t lim (ln ² ) lim (ln ) lim car lim ² ln ln ln 4 lim lim lim car lim t lim ln ln( X) 5 lim ln lim lim d après l cours X X 7 Résolution (in)équations Résoudr l équation : ln( ) ln( 6) ln Résoudr l inéquation : ln ln y Résoudr dans l systèm : y 4 Résoudr l inéquation : ln( ) ln( ) ln ln( ) 5 Résoudr : + ln( + ) = ln(² + ) 6 Résoudr : ln(² 4²) < + ln() Corrction Fonction logarithm rcics corrigés 5 A TOUATI touatiamin@yahoofr

7 7 Domain d définition : D ; ;, par aillurs 6 > si t sulmnt 7 si > On a donc Df D ] ; [ ; car 7,56 Pour la résolution : ln a = ln b équivaut à a = b donc, l équation dvint : 5 4 d où ls solutions t 4 ; mais sul 4 st valabl Domain d définition : il faut qu >, soit D f = ] ; [ Fonction logarithm rcics corrigés 6 A TOUATI touatiamin@yahoofr 6 ou ncor ln ln ln ln ln ln( ) ln ln ln ln On t finalmnt S ; ln ln ln ln y y y y Ls du solutions sont positivs donc c st y yy ² y bon,,,, ; ln ln put simplifir un pu : 4 Attntion à l nsmbl d définition : On a alors ln ln ( )( ) ( )( ) L numératur t l dénominatur sont positifs sur ] ; [, la solution st donc l intrvall ] ; [ 5 + ln( + ) = ln(² + ) : il faut qu > t qu ² + = ( )( + ) > (à l tériur ds racins) donc D = ] ; [ + ln( + ) = ln(² + ) ln + ln( + ) = ln(² + ) ln ( + ) = ln(² + ) ( + ) = ² + ln st un bijction : ² + ( ) ( + ) =, = ( )² + ( + ) = 4 4 + ² + + = ² + 8 + 6 = ( + 4)² ( ) ( 4), = D ou = + D S = { + } 6 ln(² 4²) < + ln() Il faut qu ² 4² > t qu > i > t ² > 4² c'st-à-dir ( > ) t ( > ou < ) D = ] ; [ ln(² 4²) < + ln() ln(² 4²) < ln + ln() ln(² 4²) < ln() ² 4² < (E) ² 4² < 5 = 9² + 6² = 5² = (5)², ; (E) < < 4 S = ] ; 4[ 8 Avc ROC La fonction g st défini sur ] ; [ par g( ) ln 6 En utilisant ls variations d g, détrminr son sign suivant ls valurs d La fonction numériqu f st défini sur ],+[ par ln f( ) a Démonstration d cours : au choi ln - démontrr qu lim t n déduir qu lim ou bin ln - démontrr qu lim t n déduir qu lim b Détrminr ls limits d f n t + (n +, on pourra posr X ) c Utilisr la prmièr parti pour détrminr l sns d variation d f Soit la droit d'équation y = t C la rprésntation graphiqu d f dans un rpèr orthonormé du plan Montrr qu st asymptot d C t étudir lurs positions rlativs construir C t Corrction 4 g'( ) On a alors 4 ( ) car st positif

Conclusion g st décroissant avant, croissant après ; on a un minimum n qui vaut g()=++6=8 t st positif Finalmnt g() st toujours positiv ln f( ) a No commnt ln ln ln X ln X b Comm lim, si on pos X, cla nous donn lim lim lim X X X X En, ln tnd vrs t tnd vrs donc ln tnd vrs ainsi qu f ( ln ) ln ln 6 ln ( ) c '( ) g f Donc f st du sign d g t donc toujours positiv, f st donc croissant ln On a f( ) ( ) qui tnd vrs à l infini t qui st positif (C au-dssus d ) lorsqu >, négatif lorsqu < (C n dssous d ) 5 y 5 5 4 6 8 4 6 8-5 - 9 Dérivation t ncadrmnt L plan P st muni d un rpèr orthonormé ( O ; i, j ) (unité graphiqu cm) -5 On considèr la fonction défini sur [, [ par : Montrr qu f st continu n ln( ) f( ) si f() a Etudir l sns d variation d la fonction g défini sur [, [ par Calculr g() t n déduir qu sur + : ln( ) b Par un étud analogu, montrr qu si, alors ln( ) ln( ) c Établir qu pour tout strictmnt positif on a En déduir qu f st dérivabl n zéro t qu f '() a Soit h la fonction défini sur [, [ par h( ) ln( ) g( ) ln( ) Fonction logarithm rcics corrigés 7 A TOUATI touatiamin@yahoofr

Étudir son sns d variation t n déduir l sign d h sur [, [ h ( ) b Montrr qu sur [, [, f '( ) c Drssr l tablau d variation d f n précisant la limit d f n + d On désign par C la rprésntation graphiqu d f Construir la tangnt T à C au point d'absciss Montrr qu C admt un asymptot Tracr la courb C Corrction ln( ) f( ) si ; f st continu n ssi lim f( ) f(), or l cours donn justmnt la limit f() ln( ) lim a g'( ) Donc g st décroissant t comm g()=, on a égalmnt g ( ), soit b On prnd k ( ), soit ln( ) k( ) ln( ) k'( ) ln( ) t k() donc c ln( ) ln( ) ln( ) ln( ) f( ) f() ln( ) f dérivabl n zéro : on calcul lim lim lim ; or l résultat précédnt montr qu ctt limit st précisémnt qui st donc f () a h( ) ln( ), h'( ) ; on a h() t h décroissant ( ) ( ) ( ) donc h ( ) ln( ) ( ) b '( ) h f ln( ) ln c lim f( ) lim lim, y,8,6,4, 4 5 6 7 8 Fonction+équation, Am Nord 6/8, 6 pts Fonction logarithm rcics corrigés 8 A TOUATI touatiamin@yahoofr

Soit f la fonction défini sur l intrvall ; par f ln ln On nomm (C) la courb rprésntativ d f t ( ) la courb d équation orthogonal ( O ; i, j ) Étudir ls variations d la fonction f t précisr ls limits n t n a Détrminr lim f ln Intrprétr graphiqumnt ctt limit y ln dans un rpèr b Précisr ls positions rlativs d (C ) t d ( ) On s propos d chrchr ls tangnts à la courb (C ) passant par l point O ; Démontrr qu la tangnt T a à (C) au point a Soit a un rél appartnant à l intrvall d absciss a pass par l origin du rpèr si t sulmnt si f a af a Soit g la fonction défini sur l intrvall ; par g f f ' ' b Montrr qu sur ;, ls équations g t solutions c Après avoir étudié ls variations d la fonction u défini sur par fonction u s annul un fois t un sul sur ln ln ln ont ls mêms u t t t t, montrr qu la d En déduir l istnc d un tangnt uniqu à la courb (C) passant par l point O La courb (C) t la courb ( ) sont donnés ci-dssus Tracr ctt tangnt l plus précisémnt possibl sur ctt figur f m d inconnu 4 On considèr un rél m t l équation Par lctur graphiqu t sans justification, donnr, suivant ls valurs du rél m, l nombr d solutions d ctt équation appartnant à l intrvall ] ; ] Corrction On a f u, avc u ln, dérivabl t qui n s annul pas sur ; Donc f st dérivabl sur u ; n tant qu différnc d du fonctions dérivabls sur u u f u u u u u u Comm, lim ln d où lim avc u Donc f ; ln ln t, c st-à-dir f f st strictmnt croissant sur ln, donc lim f ln (par somm ds limits) ; Fonction logarithm rcics corrigés 9 A TOUATI touatiamin@yahoofr

lim ln d où a lim ln, donc lim f (par somm ds limits) lim f ln lim ln Ls courbs C t sont asymptots n f ln ; or, pour, ln ; donc f ln, C st n dssous d ln y f a a f a f a f a af a ; T a pass par l origin du b a T a a pour équation rpèr si f ' a f a af a f a af a b g équivaut à f f ; or f ln f ln, soit : ln t ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln Par conséqunt ls équations g t ln ln ln ont ls mêms solutions c u t t t t t u t pour t appartnant à ; ; t u t pour t appartnant à t ; u + + u 7 Avant l maimum d u st négatif ; après, u pass d à, on n déduit qu la fonction u s annul un sul fois sur d T a pass par l origin du rpèr si ln ln ln, c st-à-dir si qustion c prouv qu ctt équation n admt qu un solution, qu l on notra a, sur u ln Or la À l aid d la calculatric, on trouv a 6,9 : il n ist qu un sul tangnt à (C) passant par l origin du rpèr f m rvint à chrchr l intrsction ntr (C) t ls droits 4 Par lctur graphiqu : résoudr passant par l origin t d pnt m ; on a donc pour t - si m m l équation f m - si m,87 m f a, l équation - si l équation f m m f a admt un sul solution ; f m : f m admt du solutions ; n admt aucun solution Fonction logarithm rcics corrigés A TOUATI touatiamin@yahoofr

Ln t p+intégral Polynési 9/8 6 pts On considèr la fonction f défini sur par ln f La courb (C) rprésntativ d la fonction f dans un rpèr orthogonal st donné ci-dssous Parti A - Étud d la fonction f Montrr qu, pour tout rél, f ln Fonction logarithm rcics corrigés A TOUATI touatiamin@yahoofr

On admt qu, pour tout rél, f ln Calculr lim f t montrr qu la droit (d) d'équation y = st asymptot à (C) Étudir la position rlativ d (C) t d (d) lim f t montrr qu la droit (d ) d'équation y ln st asymptot à (C) Calculr 4 Étudir ls variations d la fonction f Montrr qu l minimum d la fonction f st égal à ln 5 Tracr ls droits (d) t (d ) sur la figur Parti B - Encadrmnt d'un intégral On pos I f d Donnr un intrprétation géométriqu d I ; ln X X Montrr qu, pour tout X, En déduir qu I d t donnr un ncadrmnt d I d'amplitud, Corrction Parti A f ln ln ln ln ln Rmarqu : si on mt n factur à la plac d, on a f ln lim f lim ln ln ; lim f lim ln ln : la droit (d) d'équation y = st asymptot à (C) lim f lim ln ln ; lim f lim ln ln lim f ln : la droit (d ) y ln st asymptot à (C) 4 f ' ; f ' ln ln ln ln ln / / ln f ln ln ln ln Parti B - Encadrmnt d'un intégral I rprésnt l air compris ntr (C), la droit (y=), ls droits = t = ln X X ln car ln ln / / / / Par aillurs on a f I 6 4 ln,5 ;, st un I f d d d stimation d I d'amplitud, Somms partills séri harmoniqu, N Calédoni 7 7 points kn Soit (u n) la suit défini sur * par un k n n n PARTIE A Montrr qu pour tout n d *, u n kn u n n n n n En déduir l sns d variation d la suit (u n) Établir alors qu (u n) st un suit convrgnt L objctif d la parti B st d détrminr la valur d la limit d la suit (u n) PARTIE B Soit f la fonction défini sur l intrvall ] ; [ par : f ln a Justifir pour tout ntir naturl n non nul l ncadrmnt : n d n n n Fonction logarithm rcics corrigés A TOUATI touatiamin@yahoofr

n n n b Vérifir qu d f n c En déduir qu pour tout ntir naturl n non nul, f n On considèr la suit (S n) défini sur * par S n kn n n k k n n n n n n kn a Montrr qu pour tout ntir naturl n non nul, f n f n f n Sn b Détrminr ls réls a t b tls qu pour tout rél distinct d t d, on ait a b n c En déduir l égalité Sn n n d En utilisant ls qustions précédnts, détrminr alors la limit quand n tnd vrs d kn f k f n f n f n kn Vérifir qu pour tout ntir n >, f n f n f n u n ln n f Détrminr la limit d la suit (u n) Corrction kn un k n n n kn PARTIE A un un d où n n n n n n n n n n n un un n n n La suit (u n) st décroissant puisqu n La suit st positiv puisqu somm d trms positifs ; ll st décroissant t minoré, ll convrg bin PARTIE B n a n n d n n n n n n n d ln ln n ln n ln n ; n n b n n ln ln a b car ln ln n n n n n b a n c Comm d, on a : n n n par aillurs f n f n f n f n n n n n n n n n n a Comm f n, n n n f n,, n n f n, n n on somm touts cs inégalités t on obtint : f n f n f n S n n n n n n n Fonction logarithm rcics corrigés A TOUATI touatiamin@yahoofr

b On a déjà l résultat au c : c On rmplac donc dans n n n n S n kn car k k n n n n n n n n kn tous ls trms intrmédiairs s éliminnt ; S d n u n n n n n n n n n n S tnd vrs n ; grâc au «gndarms» f n f n f n n kn ; k n n n kn tnd égalmnt vrs n n n f n f n f n ln ln ln n n n n n n n n n ln n n n n n n n n un ln un ln un ln n n n Ls logarithms s simplifint car tous ls trms du produit à l intériur du crocht s éliminnt f On sait déjà qu f n f n f n tnd vrs ; l logarithm tnd vrs ln donc u n tnd vrs ln Fonction+air+suit, Liban 6 7 points Parti A : étud d un fonction Soit f la fonction défini sur l intrvall ; par f() = ln( +) Sa courb rprésntativ (C) dans un rpèr orthogonal ( O ; u, v ) st donné ci-dssous a Montrr qu la fonction f st strictmnt croissant sur l intrvall ; b L a ds abscisss st-il tangnt à la courb (C) au point O? On pos I d c a Détrminr trois réls a, b t c tls qu, pour tout, a b b Calculr I À l aid d un intégration par partis t du résultat obtnu à la qustion, calculr, n unités d airs, l air A d la parti du plan limité par la courb (C) t ls droits d équations =, = t y = 4 Montrr qu l équation f() =,5 admt un sul solution sur l intrvall [ ; ] On not ctt solution Donnr un ncadrmnt d d amplitud Parti B : étud d un suit Fonction logarithm rcics corrigés 4 A TOUATI touatiamin@yahoofr

n La suit (u n) st défini sur par ln u d n Détrminr l sns d variation d la suit (u n) La suit (u n) convrg-t-ll? ln Démontrr qu pour tout ntir naturl n non nul, u n En déduir la limit d la suit (u n) n Corrction Parti A : étud d un fonction Soit f la fonction défini sur l intrvall ; par f() = ln( +) a f ' ln ; sur ; ls du trms ln t sont positifs donc f st croissant sur ct intrvall y ln donc l a ds abscisss st tangnt à (C) b La tangnt n O a pour équation au point O a b ln ln I d d ln d ln d ln I 4 4 La fonction f st continu, monoton strictmnt croissant t donc bijctiv d f vrs f ln,69 ; comm,5 ; ln,,5 a un uniqu antécédnt dans [ ; ] On obtint d où, 56 Parti B : étud d un suit f(),5694,4999,565445,54558 n n ; comm n n n ln ln ln u u d d d Fonction logarithm rcics corrigés 5 A TOUATI touatiamin@yahoofr st négatif t qu ls autrs trms sont posititfs sur [ ; ], l intégral st négativ t (u n) st décroissant Par aillurs il st évidnt qu (u n) st positiv donc (u n) décroissant, minoré par convrg On a ln ln sur [ ; ] donc n n ln ln n ln ln n n n u d d ln On a donc bin u n Comm ln tnd vrs à l infini, la suit convrg vrs n n 4 Logarithm+ po+ acc finis Parti A L but d ctt parti st d'étudir la fonction f défini sur ] ; [ par ln f( ) (C) st la courb rprésntativ d f dans un rpèr orthonormal (O ; i, j ) (unité graphiqu : cm) Étud d la fonction auiliair g défini sur ] ; [ par g( ) ln a Étudir l sns d variation d g t calculr g() b En déduir l sign d g() pour tout d ] ; [ a Calculr ls limits d f n t n b Étudir ls variations d f t drssr son tablau d variations c Montrr qu la droit d'équation y = st asymptot à (C) t étudir la position d (C) par rapport à d Détrminr ls coordonnés du point A d (C) sachant qu (C) admt n A un tangnt T parallèl à Tracr (C), t T dans l rpèr (O ; i, j ) Calculr, n cm, l'air du domain plan limité par, la courb (C) t ls droits d'équations = t = 4 Montrr qu l'équation f() = admt un solution uniqu Prouvr qu Parti B L but d ctt parti st d détrminr un valur approché d

On désign par h la fonction défini sur ] ; [ par h( ) Montrr qu st l'uniqu solution d l'équation h() = On not I l'intrvall ; Montrr qu, pour tout appartnant à I, h() appartint aussi à I a Calculr la dérivé h d h t la dérivé scond h'' d h b Étudir ls variations d h sur I c En déduir qu, pour tout d I, on a h'( ) 4 On considèr la suit défini par u = t u n + = h(u n) pour tout ntir naturl n d a Montrr par récurrnc qu, pour tout n d : u n b En utilisant l'inégalité ds accroissmnts finis, montrr qu, pour tout n d : / n n u u c En déduir qu, pour tout n d : u n 5 a Détrminr l plus ptit ntir naturl n tl qu, pour tout ntir n n, on ait : b Montrr qu : u n Qu rprésnt n u n rlativmnt à? Calculr défaut Corrction Parti A ( ² ) a g'( ) ( )( ) + g () + + g() n u n à près par g() = ² + = b st un minimum d la fonction g sur ] ; [ donc la fonction g st positiv qul qu soit ln ln ln a lim f( ) lim ( ) lim lim car ln lim lim X lim ( Xln X) X X X ln ln ln lim f( ) lim ( ) lim lim car lim ln ² ln g ( ) b f '( ) du sign d g(), c st à dir positif! ² ² ² f st donc strictmnt croissant sur ] ; [ + f () + + f () ln c lim ( f( ) ) lim, donc la droit d équation y = st asymptot à la courb Lorsqu < la courb st n dssous d, lorsqu >, la courb st au-dssus d (C) admt n A un tangnt d cofficint dirctur ssi f '( A) : g ( A) f '( A) A ² ln A A ² ln A ln A ln A A ; ² A ln f( A) f( ),45 Fonction logarithm rcics corrigés 6 A TOUATI touatiamin@yahoofr

y 5 5 4 8 6 y 6 4 6 Il faut calculr form ln ( f( ) ) d d ; or u' u dont un primitiv st Fonction logarithm rcics corrigés 7 A TOUATI touatiamin@yahoofr st la dérivé d ln, donc on a qulqu chos d la u : f d d ln ( ( ) ) (ln ) 4 La fonction f st continu, strictmnt croissant, sur ] ; [, c st donc un bijction d ] ; [ sur Il ist bin un valur appartnant à ] ; [ tll qu f( ) = ln f ln 4ln t f() donc 5 Logarithm+primitiv L'objt d c problèm st d'étudir un fonction à l'aid d'un fonction auiliair t d n détrminr un primitiv Parti A Soit f la fonction défini sur l'intrvall ] ; [ par : f( ) ln( ) Calculr f (), étudir son sign t n déduir l tablau d variation d la fonction f Calculr f() Montrr qu l'équation f() = admt actmnt du solutions dont l'un, qu l'on désign par, appartint à [,7 ;,7] Donnr l sign d f(), pour appartnant à ] ; [ Parti B ln( ) Soit g la fonction défini sur l'nsmbl D = ] ; [ ] ; [ par : g ( ) ² Étud d g au borns d son nsmbl d définition a Calculr ls limits d g() quand tnd vrs par valurs infériurs t quand tnd vrs par valurs supériurs

b Calculr lim g ( ) t lim g ( ) Sns d variation d g a Calculr g () t déduir, à l'aid d la parti A, son sign b Montrr qu g( ) En déduir un valur approché d g( ) n prnant,75 ( ) Tablau t rprésntation graphiqu d g a Drssr l tablau d variation d la fonction g b Rprésntr graphiqumnt la fonction g dans l plan rapporté à un rpèr orthonormal (unité graphiqu cm) 4 Calcul d un primitiv d g : ln( ) Soit h la fonction défini sur D par : h ( ) ² ( ) a Détrminr ds fonctions u t v tlls qu l on puiss écrir h( ) u'( ) v( ) u( ) v'( ) t n déduir un primitiv d h b Après avoir vérifié qu ( ), détrminr un primitiv d ( ) c Déduir ds qustions précédnts, un primitiv d g Corrction Parti A f( ) ln( ), D f = ] ; [ f st dérivabl comm somm d fonctions dérivabls : n fft, u: st dérivabl sur Df t v: y ln y st dérivabl sur D f ( ) f '( ) ( )² ( )² ( )² f '( ) f () + f(-/) f() ( )ln( ) lim f( ) lim car lim Xln X X lim ln( ) car lim t lim ln( ) / f( / ) ln ln, 9, f() = / f st continu t strictmnt croissant sur l intrvall ] ; /[ t f() chang d sign sur ct intrvall ; il ist donc un nombr d ] ; /[ tl qu f( ) f(,7),7 t f(,7),5 donc,7,7 Sign d f() : f() + Parti B ln( ) g ( ), D = ] ; [ ] ; [ ² ln( ) ln( ) a lim g ( ) lim car lim t lim D mêm b ln( ) lim g ( ) lim lim g ( ) t ln( ) lim g ( ) lim car ( ) ² ln X lim t X X lim ² Fonction logarithm rcics corrigés 8 A TOUATI touatiamin@yahoofr

² ln( ) ln( ) ( ) a '( ) f g 4 f() + + g () + ln( ) b g( ) ; or on sait qu f( ) donc ln( ) ln( ) ² ( ) On déduit qu ln( ) g( ),455 ² ( ) ² ( ) g () + g() y 4 a ln( ) h ( ) ² ( ) u ln( ), u', v', v h uv' u' v ² ln( ) La fonction uv st un primitiv d h b ( ) donc la fonction ln( ) ln( ) st un primitiv d ( ) ( ) ln( ) c Un primitiv d la fonction g( ) h( ) st ² ( ) 6 Logarithm On considèr la fonction f défini sur l'intrvall [ ; [ par : Fonction logarithm rcics corrigés 9 A TOUATI touatiamin@yahoofr ( ) ln( ) ln ln( ) f( ) ln ² si t f () On not (C ) la courb rprésntativ d f dans un rpèr orthonormal O ;, i j (unité graphiqu : 5 cm) L but du problèm st d'étudir crtains propriétés d la fonction f Parti A : Etud d'un fonction auiliair On considèr la fonction g défini sur l'intrvall ] ; [ par : g ( ) ln ² ²

( ² ) Calculr la dérivé g ' d g Montrr qu pour tout d ] ; [, g'( ) ( ² )² Etudir l sign d g'() slon ls valurs d Détrminr la limit d g n Détrminr la limit d g n Drssr l tablau ds variations d g 4 En déduir qu'il ist un uniqu nombr rél tl qu g( ) Vérifir qu,5,6 Déduir ds qustions précédnts l sign d g() sur l'intrvall ] ; [ On n dmand pas d construir la courb rprésntativ d la fonction g Parti B : Etud d la fonction f a Calculr la limit quand tnd vrs d f( ) (on pourra posr X ² ) b En déduir qu f() tnd vrs quand tnd vrs + Montrr qu pour tout d ] ; + [, on a f ( ) g( ) Drssr l tablau d variations d f sur ] ; [ Etud d f n a Montrr qu ln tnd vrs quand tnd vrs par valurs supriurs Qu put-on n ² conclur? b Etudir la dérivabilité d f n c Précisr la tangnt à la courb d f au point O Donnr l équation d la tangnt au point d absciss 4 Donnr l allur d (C) Corrction a g st dérivabl comm somm d fonctions dérivabls En fft, ln st dérivabl comm ² composé d fonctions dérivabls, d mêm qu ² 4 4 4 ² 4 ² ( ² ) '( ) g ² ² ² ² ² ² ² ² ² * b L sign d g'() st clui d ( )( ) Comm g' st défini sur, on a : si < <, g'() st négatif ; si >, g'() st positif lim g ( ) lim ln lim ; lim donc lim ln ln t lim ² ² ² ² ² donc lim g ( ) lim g ( ) lim ln lim ; ² ² lim donc lim ln lim ln X ² ² X X ² t lim donc lim g ( ) ² 4 a g'() + g(), g() ln( ) ln, ² ² 4 b La fonction st continu t dérivabl sur ] ; ], d plus ll st strictmnt décroissant sur ct intrvall n changant d sign, donc il ist un valur tll qu g( ) On a g(, 5),948 t g(,6),445 donc g(,5) g( ) g(,6) t comm g st décroissant,,5 < <,6 5 Pour < <, alors g() st positif ; pour > alors g() st négatif Fonction logarithm rcics corrigés A TOUATI touatiamin@yahoofr avc

ln ln( ) a lim ( ) lim ² ln lim X f lim (cours) X X ² b lim f( ) lim f( ) lim 4 f( ) ln( ), f '( ) ln( ) ln( ) ln( ) g( ) ² ² ² ² ² ² ² ² f '() + f() f( ) ² ² ² a lim ln lim ln lim ln( ² ) ln ² lim ln( ² ) car lim ln( ² ) ln ln ln ln ln lim ln ² lim lim lim X lim avc X X Conclusion : lim ln ² b f dérivabl n si t sulmnt si la limit d son tau d'accroissmnt st fini f( ) f() f( ) lim lim lim ln ² La fonction n'st donc pas dérivabl n, X c La tangnt n O à f st vrtical Son équation st = 4 La tangnt au point d'absciss a pour équation y f '()( ) f() : f '() g() ln d où y (ln )( ) ln y (ln ) 5 f() ln( ) ln, ² Fonction logarithm rcics corrigés A TOUATI touatiamin@yahoofr

Rmarqu : On a vu dans la parti A qu g'() =, or g'() = f "(), c'st-à-dir la dérivé scond d f n : la courb admt un point d'inflion pour = 7 Logarithm+ asymptot+primitivs Soit la fonction défini sur l'intrvall I = ]4 ; [ par : f( ) 5 ln t (C) sa courb 4 rprésntativ dans l rpèr orthonormal (O ; i, j ), unité graphiqu : cm Étud d f a Étudir ls limits d la fonction f au borns d I b Montrr qu sur I, f () st strictmnt négatif t drssr l tablau d variation d f c Montrr qu la droit (D) d'équation y = + 5 st un asymptot à (C) Précisr la position d (C) par rapport à (D) Tracr la courb (C) t la droit (D) dans l rpèr (O ; i, j ) 9 Détrminr ls coordonnés du point d (C) où la tangnt a un cofficint dirctur égal à Donnr un équation d t la tracr dans l rpèr (O ; i, j ) 4 Calcul d'air a Détrminr, à l'aid d'un intégration par partis, ls primitivs sur ] ; [ d la fonction ln b Montrr qu la fonction G : ( + ) ln ( + ) st un primitiv d la fonction g : ln ( + ) sur I c Montrr qu la fonction H : ( 4) ln ( 4) st un primitiv d la fonction h : ln ( 4) sur I d Déduir ds qustions précédnts l calcul d l'air A du domain plan délimité par la courb (C), la droit (D) t ls droits d'équations rspctivs = 5 t = 6 On donnra la valur act d A puis un valur approché à près 5 Intrsction d (C) t d l'a ds abscisss a Montrr qu l'équation f() = admt dans I un uniqu solution, noté b Détrminr graphiqumnt un ncadrmnt d d'amplitud,5 c À l'aid d la calculatric, détrminr un ncadrmnt d d'amplitud On plicitra la méthod mployé Corrction a Lorsqu tnd vrs 4, tnd vrs ainsi qu ln donc f tnd vrs 4 4 Lorsqu tnd vrs, tnd vrs, ln tnd vrs, +5 tnd vrs donc f tnd vrs 4 4 ( )( 4) 5 b f '( ) ln ln( ) ln( 4) 4 4 ( )( 4) Lorsqu > 4, + st positif, 4 st positif donc l numératur st négatif t l dénominatur st positif Moralité, f st négativ c f( ) ( 5) ln ; nous avons dit qu c trm tnd vrs lorsqu tnd vrs donc la 4 droit (D) st un asymptot à (C) Lorsqu > 4, donc (C) st au-dssus d (D) 4 Fonction logarithm rcics corrigés A TOUATI touatiamin@yahoofr

a On pos u ln, v' u', v d où un primitiv d ln st b On dériv G : G'( ) ln( ) ( ) ln( ) c Eactmnt paril c On chrch ln d ln 6 6 f d d G G H H ; 5 5 A ( ) ( 5) ln( ) ln(4 ) [ (6) (5)] [ (6) (5)] G(6) G(5) 7 ln 7 6 6 ln 6 5 7 ln 7 6 ln 6, H(6) H(5) ln 6 ln 5 ln, t l résultat A 7 ln 7 6 ln 6 ln,48 U 8 Fonction inconnu Parti A Soit la fonction f défini sur ; par : f( ) a ( b c)ln avc a, b t c ds réls La courb (C) d f st donné ci-dssous En utilisant c graphiqu t n sachant qu f() ln, justifir qu l on a ac t b Parti B On considèr alors la fonction g défini sur ; par : g( ) ( )ln a Détrminr la limit d g n b Détrminr la limit d g n a Détrminr la fonction dérivé d g b Etudir, pour dans ;, l sign d ln t clui d variations d g Drssr l tablau complt ds variations d g 4 Soit la droit d équation y Fonction logarithm rcics corrigés A TOUATI touatiamin@yahoofr En déduir l sign d g'( ) t ls a Résoudr dans l équation ( )ln t donnr un intrprétation graphiqu ds solutions b Etudir la position d la courb rprésntativ d g par rapport à Corrction Parti A f() ln a( b c)ln ln ; par aillurs la dérivé s annul n t f() = : b c bc f '( ) a bln a a b c ; f() a a

On a donc ( b c)ln ln b c ; avc b c on tir c t b Parti B a En, ln tnd vrs, donc g tnd vrs b Mttons n factur : g( ) ( )ln ( ) ln ln a g'( ) ln b ln chang d sign n, d mêm qu puisqu st positif La dérivé st constitué d du morcau qui changnt d sign au mêm ndroit : avant ll st positiv, après ll st négativ g '() + g() 4 a ( )ln ou : la courb coup la droit n cs du points ln b g( ) ( )ln st positif sur ; : C au-dssus d ; sinon C st n dssous d 9 Un fonction assz simpl On considèr la fonction f défini sur * + par : ln f( ) ² On not (C) la courb rprésntativ d f dans un rpèr ( O ; u, v ), unité graphiqu cm Parti A : Etud d un fonction auiliair On considèr la fonction g défini sur * + par : g() = ln + Détrminr ls limits d g n t n Etudir l sns d variation d g Montrr qu dans [,5 ; ] l équation g() = admt un solution uniqu dont on détrminra un valur approché à près 4 En déduir l sign d g() suivant ls valurs d Parti B : Etud d la fonction f Détrminr ls limits d f au borns d son nsmbl d définition Etudir l sns d variation d f Montrr qu f( ) t n donnr un valur approché à près ² 4 Donnr l tablau d variation d f 5 Tracr (C) Corrction lim g( ) lim ln lim ln lim, A lim g( ) lim ln lim ln lim g'( ) du sign d ; > < / c qui st impossibl puisqu st positif La fonction g st donc négativ qul qu soit positif Donc la fonction g st strictmnt décroissant sur * + g(,5),7 t g(),78 (à la calculatric) La fonction g st continu, strictmnt décroissant, t chang d sign sur l intrvall [,5 ; ] donc il ist un valur uniqu d ct intrvall tll qu g( ) = A la calculatric :,67 4 On n déduit qu, qul qu soit < on a g() positif, t >, g() négatif ln ln ln ln B lim f( ) lim lim lim car lim lim lim t lim ² ² ² ln ln ln lim f( ) lim lim lim ² ² Fonction logarithm rcics corrigés 4 A TOUATI touatiamin@yahoofr

f st dérivabl sur son domain d définition ln ln ² ln ln ² ln ( ) f( ), '( ) g f 4 4 ² ² f st donc du sign d g car st strictmnt positif sur * + Par conséqunt, f st positiv qul qu soit infériur à t négativ aillurs t donc f croissant sur ] ; [ t décroissant sur ] ; [ On sait qu g( ) = c'st-à-dir qu ln = ou ncor ln, soit ln f( ),65, ² ² ² f () + f () f( ) Courb d g Logarithms 7 points Parti A Courb d f g ln On considèr la fonction g défini sur ] ; [ par Calculr g' pour tout d ] ; [ Étudir son sign sur ] ; [ Fonction logarithm rcics corrigés 5 A TOUATI touatiamin@yahoofr

Drssr l tablau d variations d g sur ] ; [ (On n dmand pas ls limits d g au borns d son nsmbl d définition) En déduir qu pour tout d ] ; [, g() < Parti B ln Soit f la fonction défini sur ] ; [ par f On désign par C sa courb rprésntativ dans l plan muni d un rpèr orthogonal ( O ; i, j ) d unités graphiqus cm sur l a ds abscisss t cm sur l a ds ordonnés a Calculr la limit d f n Intrprétr graphiqumnt c résultat b Calculr la limit d f n c Démontrr qu la droit d équation y = + st asymptot à la courb C d Étudir la position rlativ d C t sur ] ; [ f ' pour tout > a Calculr g b Vérifir qu pour tout d ] ; [, f ' c Déduir d la parti A l tablau d variations d f sur ] ; [ d Calculr f() En déduir l sign d f sur ] ; [ Dans l plan muni du rpèr ( O ; i, j ), tracr la droit t la courb C Parti C (vrsion ) Vérifir qu la fonction F défini sur ] ; [ par Calculr l intégral I f d (on donnra la valur act) F ln st un primitiv d f 4 a Hachurr sur l graphiqu la parti E du plan limité par la courb C, l a ds abscisss t ls droits d équations = t = b Déduir d la qustion d la parti C la valur act d l air S d E n cm, puis n donnr la valur arrondi n cm, au mm près Parti C (vrsion ) Démontrr qu il ist un uniqu tangnt à C parallèl à, précisr ls coordonnés du point d contact J t l équation d ctt tangnt T Tracr T dans l rpèr précédnt Soit un rél supériur ou égal à M t N sont ls points d absciss situés rspctivmnt sur C t sur a Précisr, n fonction d, la valur d la distanc MN ln b Etudir sur [ ; [ ls variations d la fonction h défini sur [ ; [ par h c Déduir ds qustions précédnts qu la distanc MN st maimal lorsqu M st n J t précisr la valur d ctt distanc maimal Corrction Parti A 4 g ln ' 4 g Sur ] ; [ sul l trm, chang d sign : positif avant /, négatif après / / g () + g() ln L maimum d g st ln donc g g ln Parti B ln a f : ln ln ; or n ln tnd vrs t tnd vrs Conclusion, f tnd vrs quand tnd vrs ; la droit = st asymptot d C b On sait qu ln tnd vrs quand tnd vrs donc f tnd vrs car tnd vrs Fonction logarithm rcics corrigés 6 A TOUATI touatiamin@yahoofr

ln ln c f donc la droit y = + st asymptot à la courb C ln d Lorsqu, car ln Donc sur ; C st au-dssus d ; sur ; C st n dssous d ln ln a b c ' g f Donc f st négativ t f décroissant f () f() d f() = : lorsqu st infériur à, f f f f y car f st décroissant Lorsqu st supériur à, 8 6 4 4 5 6 - -4 Parti C (vrsion ) ln F' ln f : F st un primitiv d f 4 I f d F F ln ln,76 4 4 4 b L unité d air st l unité d air, c qui nous fait Parti C (vrsion ) cm cm cm ; on prnd la valur absolu d l intégral multiplié par, soit nviron,45 cm au mm près Pour avoir un tangnt parallèl à, il faut trouvr tl qu -6 f ', soit ln ln L ordonné st alors f ; l équation d T st y ln a Comm C st n dssous d, on a MN f h Fonction logarithm rcics corrigés 7 A TOUATI touatiamin@yahoofr

ln b h' qui chang d sign n ; la distanc MN st maimal lorsqu M st n J t ln ctt distanc vaut h Ln+scond dgré+intégral, Antills L plan st rapporté à un rpèr orthonormal ( O ; i, j ) On considèr la fonction f, défini sur l intrvall ] ; [ par : On not (C ) sa courb rprésntativ ln ln f Parti A - Étud d la fonction f t tracé d la courb (C) a Résoudr dans ] ; [ l équation f (On pourra posr ln = X) b Résoudr dans ] ; [ l inéquation f a Détrminr ls limits d f n t n f ' b Calculr c Étudir l sns d variation d f t drssr son tablau d variations 5 Détrminr un équation d la tangnt (T) à la courb (C) au point d absciss 4 4 Tracr la courb (C) t la droit (T) (Unité graphiqu : cm sur chaqu a) Parti B - Calcul d un air Rstitution organisé ds connaissancs : Démontrr qu la fonction h, défini par h: ln st un primitiv d la fonction logarithm népérin sur ] ; [ (attntion on n dmand pas simplmnt d l vérifir ) On pos ln I a Calculr I b Montrr qu d t I ln d I 5 5 4 c Calculr tls qu Corrction I f d En déduir l air, n unités d air, d l nsmbl ds points M( ; y) du plan f y t Parti A f ln ln a f ln ln : on pos X ln d où ou X X X ln ; ; ; ; b a Toujours avc X ln, lorsqu tnd vrs, X tnd vrs donc Fonction logarithm rcics corrigés 8 A TOUATI touatiamin@yahoofr X X X, X d où X X s comport comm X qui tnd vrs ; lorsqu tnd vrs, X tnd vrs donc X X s comport comm X qui tnd vrs 4ln b f ' ln c f st croissant lorsqu 4ln ln 4 / 4 5 f 4 4 6 8 4 Sign d f'() + Variation d f 5 8

4 5 5 5 4 5 9 f 4 4 6 8 8 ; 5 4 5 f ' 4 4 5 / 4 4 5 / 4 ; y 4 5/ 4 5/ 4 9 8 Parti B Rstitution organisé ds connaissancs : on fait un intégration par partis n posant u' t v ln d où on tir ln d ln d ln d ln On pos ln I d t I ln d / a ln ln I d / ln b I d : intégration par partis n posant ' / Fonction logarithm rcics corrigés 9 A TOUATI touatiamin@yahoofr u t v ln, soit u, v' ln, soit I d d I 4 4 4 9 9 4 5 5 ln ln ln / 5 5 9 I ln ln d I I 4 c Comm on a pu l rmarqur ls borns corrspondnt précisémnt au valurs d pour lsqulls f s annul La valur d I st négativ car f st négativ sur ct intrvall ; on a donc l air, n 9 unités d air, égal à I 7,8 Ln t calculatric, N Caldoni 5 6 points L plan st rapporté à un rpèr orthonormal ( O ; i, j ) Soit f la fonction défini sur ] ; [ par : f( ),,ln( )

Fair apparaîtr sur l écran d la calculatric graphiqu la courb rprésntativ d ctt fonction dans la fnêtr 4, 5 y 5 Rproduir sur la copi l allur d la courb obtnu grâc à la calculatric D après ctt rprésntation graphiqu, qu pourrait-on conjcturr : a Sur ls variations d la fonction f? b Sur l nombr d solutions d l équation f () =? On s propos maintnant d étudir la fonction f a Étudir l sns d variation d la fonction f b Étudir ls limits d la fonction f n t n, puis drssr l tablau d variations d f c Déduir d ctt étud, n précisant l raisonnmnt, l nombr d solutions d l équation f () = d Ls résultats au qustions a t c confirmnt-ils ls conjcturs émiss à la qustion? 4 On vut rprésntr, sur l écran d un calculatric, la courb rprésntativ d la fonction f sur l intrvall [, ;,], d façon à visualisr ls résultats d la qustion a Qulls valurs trêms d l ordonné y proposz-vous pourmttr n évidnc ls résultats d la qustion c dans la fnêtr d votr calculatric? b À l aid d la calculatric dtrminr un valur approché par défaut à près d la plus grand solution d l équation f () = 5 Soit F la fonction défini sur ] ; [ par F( ),,, ( ) ln( ) a Démontrr qu F st un primitiv d f sur ] ; + [ b Intrprétr graphiqumnt l intégral f( ) d c Calculr f ( ) d t primr l résultat sous la form b c (b t c réls) Corrction f sur ] ; [ par : f( ),,ln( ) 5 y 4 - - 4 - - - -4-5 a f smbl croissant b Il smbl n y avoir qu un solution à l équation f () =, mais c st doutu,,,,, (, ) a f '( ), ; on a du racins, t, ; l sign du trinôm donn f croissant avant, décroissant ntr t, puis d nouvau croissant b En, ln( ) tnd vrs d mêm qu f ; n ls croissancs comparés donnnt l trm gagnant t f tnd vrs c f s annul donc du fois : n évidmmnt puis un duièm fois après, puisqu f st croissant ntr, t t pass d un nombr négatif à ds valurs positivs Fonction logarithm rcics corrigés A TOUATI touatiamin@yahoofr

, f + f, d Evidmmnt non 4 a L minimum st au nvirons d,, t on put prndr f(,), n positif b On a,57, soit,5 à près 5 F( ),,, ( ) ln( ) a On dériv F : F'( ),,, ln( ) ( ),,, ln( ), f( ) b f ( ) d rprésnt l air algébriqu (ici négativ) compris ntr la courb d f, ls droits = t c f( ) d F( ) F(),,,( )ln( ) ; comm f( ) soit,,ln( ),ln( ),, f( ) d,, ( ),,, on a Fonction logarithm rcics corrigés A TOUATI touatiamin@yahoofr