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Intégrale et logarithme népérien

Posté par
melissa44
22-01-14 à 19:37

Bonjour,

J'ai un exercice pouvez vous m'aider, j'ai réussi à tout faire sauf une question, merci.

Soit f la fonction définie sur l'intervalle ]0 ; +∞[ par
f (x) =1+ln(x)/x^2
et soit C la courbe représentative de la fonction f dans un repère du plan. La courbe C est donnée
ci-dessous :

1. a. Étudier la limite de f en 0.
la limite de la fonction f en +∞.
c. En déduire les asymptotes éventuelles à la courbe C .
2. a. On note f

la fonction dérivée de la fonction f sur l'intervalle ]0 ; +∞[.
Démontrer que, pour tout réel x appartenant à l'intervalle ]0 ; +∞[,
f′(x) = −1−2ln(x)/x^3

b. Résoudre sur l'intervalle ]0 ; +∞[ l'inéquation −1−2ln(x) > 0.
En déduire le signe de f′(x) sur l'intervalle ]0 ; +∞[.

c. Dresser le tableau des variations de la fonction f .
3. a. Démontrer que la courbe C a un unique point d'intersection avec l'axe des abscisses,
dont on précisera les coordonnées.
b. En déduire le signe de f (x) sur l'intervalle ]0 ; +∞[.
4. Pour tout entier n > 1, on note In l'aire, exprimée en unités d'aires, du domaine délimité
par l'axe des abscisses, la courbe C et les droites d'équations respectives x =1/e
et x = n.
a. Démontrer que 0<I2 < e−1/2

On admet que la fonction F, définie sur l'intervalle ]0 ; +∞[ par F(x) = −2−ln(x)/x
,est une primitive de la fonction f sur l'intervalle ]0 ; +∞[.
b. Calculer In en fonction de n.
c. Étudier la limite de In en +∞. Interpréter graphiquement le résultat obtenu.

Je n'arrive pas la question 4 a.

Merci d'avance

Posté par
pif
re : Intégrale et logarithme népérien 22-01-14 à 19:43

il faut intégrer f(x) entre les deux bornes données donc de 1/e à n
comme on te donne l'intégrale il suffit de faire F(n)-F(1/e)
et de calculer le résultat

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Intégrale et logarithme népérien 22-01-14 à 20:14

Il s'agit de f(x) = (1+ln(x))/x² (qui n'est pas équivalent à ce que tu as écrit)

4a)

I2 = S(de 1/e à 2) [(1+ln(x))/x²] dx

On a du démontrer avant que sur [1/e ; 2], on avait f(x) dans [0 ; e/2] (ceci dans le tableau de variations de f(x) fait au point 2c)

---> 0 <= 1+ln(x))/x² <= e/2 (pour x dans [1/e ; 2])

0 <= S(de 1/e à 2) [1+ln(x))/x²] dx <= S(de 1/e à 2) e/2 dx

0 <= I2 <= e/2 * [x](de 1/e à 2)

0 <= I2 <= e/2 * (2 - 1/e)

0 <= I2 <= e - 1/2
-----
Sauf distraction.  

Posté par
melissa44
re : Intégrale et logarithme népérien 22-01-14 à 20:45

Merci pour vos réponse !

J-P: Oui merci pour la rectification, c'est le e/2 que je ne comprend pas, c'est l'image de deux ?

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Intégrale et logarithme népérien 23-01-14 à 10:03

Citation :
J-P: Oui merci pour la rectification, c'est le e/2 que je ne comprend pas, c'est l'image de deux ?


Ben non.

Lors de l'étude des variations de f(x), tu as du trouver que f(x) avait un maximum, dont l'abscisse se trouvait pour f'(x) = 0
f'(x) = 0 ---> -1-2ln(x) = 0; soit donc ln(x) = -1/2 (x = e^(-1/2))
La valeur de ce max est f(e^(-1/2)) = (1 - 1/2)/(e^(-1/2))² = e/2
Et donc f(x) <= e/2  (1)

Tu as aussi du déterminer le signe de f(x) sur ]0 ; +oo[, ... et trouver lors de cette étude que f(x) >= 0 pour x >= 1/e (2)

et en regroupant (1) et (2) --->  0 <= f(x) <= e/2 pour x >= 1/e

et donc a fortiori : 0 <= f(x) <= e/2 pour x dans [1/e ; 2]
---
Sauf distraction.  



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