Bonjour à tous, je viens de faire un exercice et je souhaite savoir si j'ai bon sur les questions dont je ne suis pas sûr de la réponse, voici l'énoncé :
Partie I:
on considère la fonction f définie sur ]0, +infini[ par :
f(x) = lnx+1-1/x
1) déterminer les limites de f en 0 et enn + infini.
Pas de problèmes.
2) étudier les variations de f sur ]0,+infini[.
3)En déduire le signe de f(x) sur ]0, +infini[
Voici ce que j'ai fait :
La fonction f est dérivable sur ]0,+infini[ en tant que somme de fonctions dérivables sur ]0, + infini[
f(x) lnx +1 -1/x
après calculs j'ai :
f'(x) = x+1/x²
Etude du signe de f' :
on a :
x>0 donc x²>0 car la fonction carré est croissante sur R+ donc f' est du signe de "x+1"
et x+1>0 ssi x>-1 or x>0 donc pour tout x appartenant ]0,+infini[on a donc : x+1>0
Ainsi pour tout x appartenant à ]0, + infini[ on : f'(x) >0
tableau de variations :
x 0 +infini
signe de f' +
var de f (double barre) croissante lim f(x) = + infini
+infini
lim f(x)= - infini
x->0
x>0
Pour déterminer le signe de f , on doit trouver la valeur pour laquelle f s'annule pour pouvoir trouver son signe et j'ai vu que f(1) = 0
ainsi, j'ai obtenu le tableau de var suivant :
x 0 1 +infini
signe de f' +
var de f (double barre)-infini 0 croissante lim f(x) = + infini
+infini
j'en déduis que :
x 0 1 +infini
signe de f - 0 +
4) Montrer que la primitive de F definie sur ]0, + infini[ est F(x)=xlnx-lnx
Voici ma réponse, mais je ne suis pas sûr :
F(x)=ln(x)+1-1/x
F(x)=(x-1)ln(x)
F(1)=0
Donc F'(x)=ln(x)+x-1/x
=ln(x)+1-1/x
=f(x)
5) Démontrer que F est strictement croissante sur [1, +infini[.
J'ai dit que d'après la question 2, on a sur [1,+infini[ : f(x) > ou égal à 0
Or F'(x) = f(x) donc F'(x) > ou égal à 0 ainsi : F est strictement croissante sur [1, +infini[.
Voici le tableau de var obtenu :
x 0 1 +infini
signe
De F' - 0 +
Var de f décroissante 0 croissante
(double barre)
lim f(x) = +infini lim f(x) = + infini
x--> 0 x---> + infini
6)En déduire que l'équation F(x) = 1-1/e admet une unique solution alpha sur [1, +infini[
7)donner un encadrement de alpha à 0.1 près .
On a : 1-(1/e)
J'ai dit que :
Sur [1, + infini, la fonction F est strictement croissante, continue d'intervalle image ]0, + infini[.
On remarque que de par le fait que F soit strictement croissante sur cet intervalle, alors on en déduit que :
1-(1/e) appartient à cet intervalle image. Donc on en déduit que l'équation F(x) = 1-(1/e) admet une unique soulution que l'on notera alpha sur [1, + infini[.
A la calculatrice on a :
1,9<Alpha<2
Partie II:
Soit les fonctions g et h définies sur ]0, + infini[ par :
g(x) = 1/x et h(x) = ln(x) + 1
On note C et τ les courbes représentatives de g et h. Toutes les aires sont exprimées en unité d'aire.
1) soit A le point d'intersection de τ et de l'axe des abscisses. Déterminer les coordonnées de A.
Cette question ne m'a pas posé de problème, j'ai trouvé à la fin :
A ( 1/e ; 0 )
2) Soit P le point d'intersection de C et τ . Justifier que le point P a pour coordonnées (1;1)
g(x)=h(x)
<=> 1/x=lnx+1
<=>lnx+1-1/x=0
<=>f(x)=1
On a donc P(1;1)
(JE NE SUIS PAS SUR DE CETTE REPONSE)
3) On note A l'aire du domaine délimité par C, τ et les droites d'équations : x =1/e et x = 1.
a) Exprimer A à l'aide de la fonction f. (cette question me pose de problème
b) Montrer que A = 1 - 1/e ( celle ci également )
4) Soit un réel t>1. On note B(t) l'aire du domaine délimité par C, τ et les droites d'équations x = 1 et x = t .
a) Montrer que B(t) = t lnt - ln t
b) Peut-on trouver une valeur t telle que B(t) = A?
Si oui, y'a-t-il unicité de la solution t?
(JE N'AI PAS RÉUSSI CETTE REPONSE EGALEMENT).
Voilà, j'espère avoir bien réussi cet exercice, et j'aurai de votre aide au plus vite svp
Merci d'avance ☺️
Salut,
2 énormités ici :
Salut,
Yzz t'a déjà fait remarquer cette énormité
(par contre, c'est bien (x+1)/x^2 la dérivée, je conseille à l'auteur du sujet de mettre des parenthèses pour éviter toute confusion).
Dans la détermination d'une primitive, tu écris F(1) = 0, ce n'est pas du tout nécessaire, pourquoi cette ligne ?
Pour la question où tu bloques :
3) Fais un dessin, comment exprimer l'aire du domaine délimité à partir des aires sous les courbes de C et Tau ?
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