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fonction exponentiel et tableau de variation

Posté par
inconnu33
04-11-22 à 11:55

Bonjour, je suis en train de préparer un devoir maison dont le sujet :
"on considère la fonction g définie pour tout nombre réel x par g(x)=e^-x  +2x+1.
On note g' la fonction dérivée de g.
1) calculer g'(x)
2) Déterminer le signe de g'(x) suivant les valeurs de x
3) En déduire le sens de variation de g sur l'ensemble R des nombres réels et dresser le tableau de variation. On précisera la valeur exacte de l'extremum de g.
4) En déduire que g(x) supérieur à 0 pour tout nombre réel x"

j'ai :
1) g'(x)= e^-x  +2
2)3) g'(x) positive mais je ne sais pas comment calculer l'extremum
4) je ne comprends pas ce qui est demandé dans la question

Merci de votre réponse

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 11:59

Bonjour,
La dérivée est fausse.
Quand on dérive ex on obtient ex.
Mais quand on dérive e-x on n'obtient pas e-x.

Posté par
inconnu33
Fonction exponentiel et limite 04-11-22 à 12:39

Rebonjour, ici la suite de mon devoir maison (en lien avec la première partie) qui est :
"On considère la fonction f définie sur l'ensemble R des nombres réels par :  f(x)=-e^-x  + x^2  + x
On  note C la courbe représentative de la fonction f dans un repère orthonormal (O, I, J) du plan
On note f' la fonction dérivée de la fonction f
1- étude des limites de f
a) déterminer la limite de f en +infini
b) Vérifier que f(x)= x^2 (-e^-x/(-x)^2  + 1 + 1/x) et déterminer la limite de f en -infini

2- étude des variations de f
a) montrer que pour tout nombre réel x : f'(x)=g(x)
b) déduire de la partie A (de mon premier post) le signe de f'(x) puis dresser le tableau de variation de f

3- Montrer que l'équation f(x)=0 admet une solution unique a appartenant à l'intervalle [0;1]
a l'aide de la calculatrice. déterminer un encadrement de a d'amplitude 10^-2"

j'ai :
1-a) Par somme limite de x qui tend vers +infini  -e^-x  + x^2  + x = +infini
b)je ne sais pas comment procéder à la première parti de la question de vérifier f(x)

2-a) f(x)=-e^-x  + x^2  + x
          f(x)=u+v   avec u=-e^-x            v=x^2+x
                                         u'=-e^-x             v'= 2x+1
          f'(x)= u'+v'
                   =-e^-x  + 2x+1
je ne sais pas comment faire pour ne plus avoir le moins devant        -e^-x  afin d'avoir f'(x)=g(x) où g(x)=e^-x  + 2x+1
b) j'ai besoin des réponses de la question ci-dessus afin de traiter celle ci

3- je ne comprends comment faire pour f(x)=0, et ce que veut dire "une solution unique a appartenant à l'intervalle [0;1]"
Et comment utiliser la calculatrice scientifique si je ne me trompes pas car je n'ai jamais compris comment la manipuler

Merci beaucoup de votre aide

*** message déplacé ***tout doit être dans le même sujet !!

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 12:42

je ne trouve pas dans mes leçons et exercice la dérivée de e^-x, je ne l'ai donc pas vu en cours alors je pensais que c'était la même chose que e^x

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 13:28

Tu as peut-être eax ou eu(x) ou g(ax).

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 13:59

j'ai e^ax+b dans mes leçons ?

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 14:04

j'ai trouvé dans un de mes exercices de cours f(x)=e^3x
                                                                                                  f'(x)= 3e^3x
ce qui reviendrait à ce que vous m'avez dit e^ax


es ce que cela marche si je fais f(x)=e^-x donc f'(x)= -e^-x ?

Posté par
malou Webmaster
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 14:06

dépannage en l'absence de Sylvieg
Bonjour

oui, c'est ça !

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 14:15

Super merci !
donc on a bien g(x)= e^-x  +2x +1
                                 g'(x) -e^-x +2           ?

Posté par
malou Webmaster
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 14:20

tout à fait

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 14:21

Donc pour le signe et la variation c'est bien décroissant ?

Posté par
malou Webmaster
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 14:22

euh...je sais pas....tu vois ça comment toi ?
une étude de signe cela se fait par résolution d'inéquation...que je ne vois pas dans nos échanges

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 14:25

j'ai fait en suivant mes cours :
x                                                      -inifini                     +infini
signe de g'(x)                                                    -
variation                                 une flèche qui part vers le bas

Posté par
malou Webmaster
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 14:46

cela devait être un exemple de ton cours
mais pour construire un tableau de variations, tu dois
étudier le signe de la dérivée avant toute chose
ce que tu n'as pas fait pour le moment

résous g'(x) > 0
et tu sauras alors et alors seulement construire ton tableau

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 15:07

Donc je dois faire -e^-x +2>0
                                        -e^-x > -2 ?
Je n'ai jamais fait d'inéquation avec des exponentiels

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 15:09

Donc je dois faire -e^-x +2>0
                                        -e^-x > -2 ?
Je n'ai jamais fait d'inéquation avec des exponentiels

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 15:36

Je suis revenue
Merci malou pour le dépannage

@inconnu33,
Serais-tu plus à l'aise avec 1/ex à la place de e-x ?
Par exemple, pour résoudre f'(x) = 0, tu peux préférer l'équation \; 2 - 1/ex = 0 \; à \; 2 - e-x = 0 .

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 15:38

importe je pense, c'est juste que les inéquations avec exponentiels je ne sais pas comment les faire, je n'ai pas vu ça en cours

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 16:05

Commence par résoudre g'(x) = 0, c'est à dire 2 - 1/ex = 0.

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 16:13

2-1/ex=0
1:ex=-2
ex=-2*1 si je ne me trompe pas

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 16:14

e^x* pas ex oups

Posté par
malou Webmaster
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 18:03

Sylvieg, ta réponse de 16h39 a été "avalée" par le serveur

inconnu33 attention à tes signes

2 - 1/e^x = 0
2 = 1/ e^x et non ce que tu avais écrit

tu continues...

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 19:07

Donc 2×1=e^x ?

Posté par
malou Webmaster
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 19:10

veux-tu vite aller revoir tes résultats concernant les fractions...

tu en es là

2=\dfrac{1}{e^x}

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 19:24

On ne multiplie pas par 1 après ? Je suis un peu perdu

Posté par
malou Webmaster
re : fonction exponentiel et tableau de variation 04-11-22 à 20:02

je te dis

2=\dfrac 1 y

que vaut y ?

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 00:41

2 ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 07:56

Remplacer y par 2 dans 2=\dfrac 1 y donne-t-il une égalité vraie ?
\dfrac 1 y est l'inverse de y ; résoudre l'équation 2=\dfrac 1 y revient donc à trouver un réel dont l'inverse est 2.

Si tu ne vois toujours pas, commence par multiplier par y les deux membres de l'équation.

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 08:57

1/0,5=2
Ça ferait bien 2=1/0,5 ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 09:13

Utiliser 1/2 à la place de 0,5 serait plus clair, mais pas facile sans LaTeX pour les fractions superposées.

Connaitre certains outils simples qui permettent de résoudre des équations peut aider.
Multiplier les deux membres par y :
2 = 1/y 2y = 1.
Diviser les deux membres par 2 :
2y = 1 y = 1/2

Et vérifier en remplaçant y par 1/2 dans l'équation : 2 = \dfrac{1}{\frac{1}{2}} ?

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 09:30

À la fin cela fait bien une égalité

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 10:18

Je te rappelle le premier objectif :

Sylvieg @ 04-11-2022 à 16:05

Commence par résoudre g'(x) = 0, c'est à dire 2 - 1/ex = 0.

On a remplacé ex par y et trouvé y = 1/2.
Il reste à trouver x.

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 10:39

je ne trouve pas et comprends pas où va le x après qu'on est remplacé le e^x par 1/2
mais après il faudra passer à droite tous les termes sauf x pour avoir x=....

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 10:58

Tu n'as jamais entendu parler de logarithme avec la fonction ln ?

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 10:59

non jamais

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 11:22

Ça va être difficile.
Tu n'as jamais résolu d'équations du genre ex = 1 ou ex = 5 ?

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 11:32

On a jamais utilisé d'équation comme celle ci pour faire nos tableaux de signe et variation

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 11:42

Dans ce cas, je te conseille d'admettre le résultat de la question 4) de cette partie.
Et de passer à l'autre partie sur la fonction f :

Citation :
1-a) Par somme limite de x qui tend vers +infini -e^-x + x^2 + x = +infini
A détailler.

Pour 1)b), transforme x^2 (-e^-x/(-x)^2 + 1 + 1/x) pour trouver l'expression de f(x).

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 11:56

on distribue x^2
ce qui donne (-e^-x/(-x)^2)*x^2  + 1*x^2  + 1/x*x^2
es ce qu'on peut éliminer les x^2 même si il y a le moins au dénominateur au début de la fonction pour juste avoir le -e^-x?
pour le reste cela donne x^2+x

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 13:20

Je l'écris avec les parenthèses nécessaires :
((-e^-x/(-x)^2))*x^2 + 1*x^2 + 1/x*x^2

Que penses-tu de (-2022)2 par rapport à 20222 ?
Autrement dit : que dire du carré de deux réels opposés ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 13:22

Je ne vais plus être disponible pendant quelques heures.
Continue à avancer dans cette seconde partie.
malou reviendra peut-être.

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 13:42

Les résultats seront tous les deux positifs ? vu que dans (-20022)^2 le moins est compris dans la parenthèse et y seront donc 2 fois et 2 moins font un plus
et 20022^2 est déjà positif
?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 17:23

Tu ne sais pas que deux réels opposés ont le même carré ?
Donc x2 se simplifie avec (-x)2 dans la fraction.

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 18:00

Si c'est ce que j'avais dit juste avant j'étais juste pas sur avec le moins  du x^2 au dénominateur

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 18:21

Citation :
Pour 1)b), transforme x^2 (-e^-x/(-x)^2 + 1 + 1/x) pour trouver l'expression de f(x).
Trouves-tu l'expression de f(x) ?

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 18:31

oui je l'ai !

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 18:34

je suis en train de faire la limite de f en moins infini, mais je ne sais pas  pour la limite  x^2 en moins infini

pour -e-^-x j'ai mis moins infini et pour x j'ai mis plus infini

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 21:04

Citation :
pour x j'ai mis plus infini
Non, si tu es "en train de faire la limite de f en moins infini" la limite de x est moins l'infini.

Commence par la limite en + qui est plus facile.

Posté par
inconnu33
re : fonction exponentiel et tableau de variation 05-11-22 à 22:49

donc la limite de la fonction tend en moins infini ?
avec -e^-x qui tend vers moins infini
si x tend vers moins infini alors je suppose que c'est de même pour x^2

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : fonction exponentiel et tableau de variation 06-11-22 à 08:37

x2 qui est positif ou nul ne peut pas avoir comme limite -.
Va voir "3 Limites usuelles" dans Limites de fonctions

Je répète :

Citation :
Commence par la limite en + qui est plus facile.

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