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Niveau terminale
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Terminale ES: exponentielle et primitive

Posté par
lucievdtt
31-03-15 à 21:30

Terminale ES
On donne la fonction f définie sur ]0;+∞[ par f(x)=2x+1-xlnx et sa courbe représentative dans un repère orthonormal (unité: 1cm).
La droite AB est tangente au point A(1;3). Le point C(e²;1) appartient à la courbe et le point K(0;1) n'appartient pas à la courbe. B a pour coordonnées (0;2).

PARTIE A: étude graphique.
1. Déterminer f'(1), le nombre dérivé de f en 1 (graphiquement).
2. Résoudre f(x)>1 (graphiquement).
3. Montrer que l'équation f(x)=0 admet une unique solution alpha dont on donnera un encadrement d'amplitude 1 (graphiquement).

Partie B: étude de la fonction f.
1. Déterminer la fonction f' de f.
2. Résoudre l'inéquation 1-lnx>0. En déduire le signe de f' sur ]0;+∞[.
3. Dresser le tableau de variation de f sur l'intervalle ]0;10].

PARTIE C: étude de points particuliers.
1. Calculer les images exactes des réelles 1/e, racine carrée de e, e et e².
2. Déterminer un encadrement au dixième de la solution alpha de l'équation f(x)=0.
3. Déterminer une équation de la tangente à la courbe au point d'abscisse e².

PARTIE D: Détermination d'une primitive.
1. On considère la fonction G définie sur ]0;+∞[ par G(x)=x²/2 (Inx -1/2)
Montrer que G est une primitive de la fonction g définie par g(x)= x Inx.
2. En déduire une primitive F de f sur ]0;+∞[.
3. Calculer l'aire en cm² du domaine délimité par la courbe de f, l'axe des abscisses et les deux droites d'équations x=1 et x=e².

Aider moi s'il vous plait... (la courbe est sur la photo car la PARTIE A se fait graphiquement).

Posté par
Labo
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 31-03-15 à 22:01

Bonsoir,
partie A
lecture graphique
partie B
f(x)=2x+1-xlnx
f'(x)=1-ln(x)
f'(x)≥0 si 1≥ln(x)  
équation de la tangente en A(a;f(a))
y=f'(a)(x-a)+f(a)
partie C
remplace x par les valeurs indiquées
rappel ln(e)=1
partie D
dérive G(x)  et montre que G'(x)=g(x)

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 31-03-15 à 23:18

Merci beaucoup !!!
Partie A, c'est à l'aide de ce graphique mais je suis bloquée.. pour le nombre dérivé, je n'arrive jamais a le lire graphiquement..

Terminale ES: exponentielle et primitive

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 13:44

Bonjour
le nombre dérivé d'une fonction au point d'abscisse a noté f'(a) est le coefficient directeur de la tangente en a à la courbe représentative de f

donc comment faire pour lire le coefficient directeur d'une droite ?
vous avez un point A (1,3) si vous vous délacez de 1 vers la droite , vous montez de 1 pour récupérer un autre point de la droite donc coefficient directeur 1

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 13:56

lire déplacez

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 14:05

D'accord erci beaucoup !!
Donc
1. f'(x)=1
2. F(x)>1 quand x appartient à l'intervalle ]0;7,4[
3. Comment prouver graphiquement que f(x)=0 n'admet qu'une solution et comment donner l'encadrement d'amplitude 1 ? je n'ai jamais fait ça

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 14:24

attention à la casse
F a une autre signification ici aussi  notation d'une primitive de f

on trace la droite d'équation y=1 les solutions de l'inéquation f(x)>1 sont les abscisses des points pour lesquels la courbe est au-dessus de la droite

les solutions de l'équation f(x)=0 sont les abscisses des points en lesquels la courbe représentative de f coupe l'axe des abscisses

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 14:35

C'est ce que j'avais fait c'est des notions de première ça
je ne sais juste pas comment faire avec l'encadrement d'amplitude 1..

La fonction dérivée de f(x)=2x+1-xInx est f'(x)=1-In(x) ?????

Je ne comprend pas pourquoi c'est "1" et non "2"...

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 14:45

on voit même ça en seconde

donnez la valeur de l'abscisse entre 2 entiers consécutifs

f'(x)=2-\left(\ln x+x\times\dfrac{1}{x}\right)=1-\ln x

rappel \left(uv\right)'=u'v+v'u

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 18:07

Merci beaucoup mais pour la 2, comment utiliser le théorème des valeurs intermédiaires ?

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 18:10

f(e^{-1})=3e^{-1}+1 \quad f(\sqrt{e})=\dfrac{3\sqrt{e}}{2}+1\quad f(e)=e+1\quad f(e^2)=1

 f'(e^2)=-1

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 18:15

vous savez que sur [8 ; 9] vous avez une fonction strictement décroissante  f(8)f(9) <0 par conséquent il existe un réel a appartenant à [8 ; 9] tel que f(a)=0

ensuite vous prenez la table de votre calculatrice avec un pas de 0.1  ou la dichotomie si vous préférez

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 19:01

Oui mais pour l'encadrement après?

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 19:13

Je n'arrive pas à trouver l'encadrement au dixième de la solution...

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 19:14

vous avez pour 8.3=0.035 pour 8,4=-0.077 par conséquent  8.3<\alpha<8.4

et donc un encadrement de \alpha est  [8.3 ; 8.4]

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 19:19

ahhhhh d'accord, merci beaucoup pour tout !!!!!!! je comprend maintenant

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 19:21

que donne l'équation de la tangente ?

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 19:23

Pour déterminer une équation de la tangente à la courbe au point d'abscisse e²:
il faut utiliser la formule de l'équation de la tangente (f'(a)(x-a)+f(a), mais par quoi remplacer a?

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 19:24

un seul topic .

on vous demande la tangente en e^2 donc a=e^2


y=f'(e^2)(x-e^2)+f(e^2)

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 19:26

et après on remplace e² par la dérivé trouvé en 1.

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 19:28

on calcule f'(e^2) et f(e^2)

vous avez les réponses 18 h 10

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 19:31

Je les ai, ça donne:
-1(x-e²)+1

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 19:34

pas tout à fait il manque le y pour l'équation de la tangente et vous pouvez ôter les parenthèses

y=-x+e^2+1

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 19:36

Oui je l'avais ça  juste enlever les parenthèses, c'est tout bon !! j'ai tout compris

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 19:43

bien partie D ?

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:03

Je suis en train de faire, je ne comprend pas..

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:09

F est une primitive de f lorsque F'=f

donc dérivez     \dfrac{x^2}{2} \left(\ln x -\dfrac{1}{2}\right)

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:16



dérivé de (1/2)x² = 2(1/2)x =x

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:18

Pour dériver lnx-1/2 comment fait-on?

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:19

ce n'est qu'une partie

 u(x)=\dfrac{x^2}{2}\quad u'(x)=x

v(x)=\ln x-\dfrac{1}{2}\quad v'(x)= \cdots

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:23

oui le pb est la !!

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:25

vous connaissez la dérivée de \ln et celle d'une constante

ensuite \left(uv\right)'=u'v+v'u

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:28

donc v'=1/x, c'est ça?

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:32

oui

g'(x)= ?

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:35

g'(x)=x*lnx-1/2+x²/2*1/x
c'est ça? je calcule

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:39

Je trouve xlnx-1/2x+x²/2x

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:42

désolé c'est g ou G' puisque la fonction est G  car on veut montrer que c'est une primitive

oui ne pas oublier les parenthèses

g(x)= x\left(\ln x-\dfrac{1}{2}\right)+\dfrac{x^2}{2}\times \dfrac{1}{x}

il reste à simplifier

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:45

Je trouve xlnx-1/2x+x²/2x

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:49

c'est bon j'ai trouvé g'(x)=xlnx

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:52

Et la question 2, il faut remplacer?

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:54

bien  mais voir ma remarque  première ligne du message précédent

maintenant F(x)=

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:56

cela va vous permettre d'avoir une primitive de x\ln x

une primitive de 2x+1 est

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 20:58

Oui oui j'ai vu j'avais gardé g
ben pour F on prend le résultat de la partie B ??

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 21:03

c'est 1-lnx?

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 21:04

non
on aurait pu poser la question sans les parties précédentes

connaissant une primitive de x \ln x

donner une primitive de 2x+1-x \ln x

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 21:05

c'est 1-lnx?

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 21:07

une primitive de 2x

une primitive de 1

une primitive de x\ln x est \dfrac{x^2}{2} \left(\ln x -\dfrac{1}{2}\right)

donc une primitive de f est

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 21:18

ffff je comprend plus pourquoi faut faire ça

Posté par
hekla
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 21:24

on vous demande une primitive de f or on sait que la dérivée d'une somme est la somme des dérivées

donc on prend une primitive de chacun des éléments de la somme

Posté par
lucievdtt
re : Terminale ES: exponentielle et primitive 01-04-15 à 21:27

Donc une primitive de f est: 2-x²(lnx-1/2) ??

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