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DM Fonction exponentielle

Posté par
Metaa
27-12-17 à 15:20

Bonjour à tous,

J'ai quelques problèmes pour résoudre le second exercice de mon dm sur les fonctions exponentielles. L'exercice est composé de deux parties. J'ai complété la première mais je suis bloqué à partir de la 2a) de la partie B.

Je vous recopie l'énoncé et mon avancée jusqu'à la partie B :

Partie A : Soit g la fonction définir sur |R par g(x)=2e^x-x-2.
1) Déterminer les limites de g en -infini et +infini
2) Etudier le sens de variation de g  puis dresser son tableau de variation.
3) On admet que l'équation g(x)=0 a exactement deux solutions réelles.
a) vérifier que 0 est l'une de ces solutions.
b) L'autre solution est notée "a", Déterminer un encadrement de a d'amplitude 10^-1
c) Déterminer le signe de g(x) suivant les valeurs de x.


Je ne vous détaille pas le raisonnement mais il faudra se servir des éléments de la Partie A pour faire la Partie B :

1) en -infini, Lim g(x) = +infini
en +infini, Lim g(x) = +infini

2) J'ai fait le tableau de variations, avec g'(x) qui s'annule en ln(1/2). Strictement décroissante sur ]-inf;ln(1/2)] et strictement croissante sur [ln(1/2);+inf[

3a) j'ai vérifié que g(0)=0

3b) Je fais le corollaire du TVI sur l'intervalle ]-inf;ln(1/2)] et "a" est compris entre -1,6<=a<=-1,5

3c) La fonction g s'annule sur "a" et 0 et le signe s'enchaine de cette façon : + 0 - 0 +

Voilà pour la Partie A

Partie B : Soit f la fonction définie sur |R par f(x)=e^2x-(x+1)e^x
1a) Déterminer la limite de f en -inf
1b) Déterminer la limite de f en +inf
2a) Calculer f'(x) et montrer que f'(x) et g(x) ont le même signe.
2b) Etudier le sens de variation de f et dresser son tableau de variation.
3a) Montrer que f(a)= (-a(a+2)/4), où a est défini dans la partie A.
3b) soit h la fonction définie sur |R par h(x) = -1/4x^2 - 1/2x
Etudier le sens de variation de h sur |R.
3c) En utilisant les deux questions précédentes, déterminer un encadrement de f(a).


1a) en -inf, Lim f(x) = 0
1b) en +inf, Lim f(x) = +inf
2a) C'est ici que je bloque, je commence par dériver f(x) :

Je commence par développer f(x) et je dérive séparément chaque partie :

f(x) = e^2x-xe^x-e^x

J'obtiens f'(x) = 2e^2x+e^x(-1-x)-e^x

Je factorise le côté droit par e^x :

= 2e^2x + e^x(-1-x-1)
= 2e^2x + e^x(-x-2)

C'est ici que je bloque. J'imagine que je dois trouver une correspondance avec g(x) mais j'ai l'impression de m'être trompé dans la dérivée de 2e^2x.

Peut être dois-je encore factoriser par le même terme, peut être décomposer le 2e^2x ?

Je vous remercie d'avance pour vos pistes.

Metaa.

Posté par
Yzz
re : DM Fonction exponentielle 27-12-17 à 15:26

Salut,

Citation :
f(x) = e^2x-xe^x-e^x

J'obtiens f'(x) = 2e^2x+e^x(-1-x)-e^x

Je factorise le côté droit par e^x :

= 2e^2x + e^x(-1-x-1)
= 2e^2x + e^x(-x-2)

Mets ex en facteur  

Posté par
Priam
re : DM Fonction exponentielle 27-12-17 à 15:26

Oui, factorise dans les trois termes.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : DM Fonction exponentielle 27-12-17 à 15:31

Bonjour,
Oui, "encore factoriser" : par ex .

Pour les exposants, il y a le bouton X2 sous le rectangle zone de saisie.

Posté par
Metaa
re : DM Fonction exponentielle 27-12-17 à 15:35

Merci beaucoup, j'obtiens donc :

f'(x) = ex(2ex-x-2)
càd f'(x) = ex*g(x)

Je viens donc de faire le tableau de variation où la fonction f'(x) s'annule en "a" et en 0, puis je retrouve le même signe que g(x) à savoir : + 0 - 0 +

Je vais continuer la suite sur la 3a), Je me rappelle avoir déjà fait ce type de question en cours.

Je vous remercie encore et je reviens à vous si je suis à nouveau bloqué.

Posté par
Yzz
re : DM Fonction exponentielle 27-12-17 à 15:55

Oké.
Pour la 3a, un truc qui marche bien :
Pour prouver que f(a) = truc, calculer f(a) - truc

Et salut tout le monde !  

Posté par
Metaa
re : DM Fonction exponentielle 27-12-17 à 16:48

Re,

alors j'ai tenté plusieurs choses, j'ai tout utilisé le fait que g(a) = 0 pour ensuite dire que f'(a) = ea x g(x) mais j'arrive à quelque chose du type f'(a) = ea(ea-a-1) et ce n'est pas f'(a) que l'on cherche.

Ensuite je reprends la même chose : f'(a) = ea x g(a) = 0 car g(a) = 0

Ici, je cherche à déterminer a ou ea pour le remplacer dans mon expression de f(x) = e2x - (x+1)ex

Soit f'(a) = ea x (2ea-a-2) = 0
                    = 2e2a-aea-2ea = 0
-aea = -2e2a + 2ea
-aea = ea(-2ea+2)
                             -a = ea(-2ea+2) / ea
                             -a = (-2ea+2)
                               a = 2ea - 2

Donc maintenant, j'essaye de le remplacer dans l'expression que m'a donné Yzz.

Je calcule donc la différence f(a) - (-a(a+2))/4 et je dois obtenir normalement 0.

Soit : e2a - (a+1)ea - (-a(a+2))/4
            e2a -aea - ea - (-a(a+2))/4

Maintenant je remplace le tout par l'expression de a :

e2a - (2ea-2)ea - ea - ((-2ea+2)(2ea-2+2))/4

e2a - 2e2a - 2ea - ea - ((-2ea+2) x 2ea )/4

e2a - 2e2a - 2ea - ea - ((-4e2a+4ea))/4

e2a - 2e2a - 2ea - ea - 4(-e2a + ea)/4

e2a - 2e2a - 2ea - ea + e2a - ea

Je ne vois pas après comment faire. J'ai d'ailleurs l'impression de m'être trompé sur les signes de l'ancien quotient.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : DM Fonction exponentielle 27-12-17 à 17:17

Je n'ai pas regardé tes calculs en détail.
g(a) = 0 et g(x) = 2ex -x-2 ; donc 2ea -a-2 = 0 .
Ce qui donne directement ea = (a+2) / 2 .
Tu as trouvé ce résultat sous la forme a = 2ea - 2

Ensuite, utiliser e2a = (ea)2 .

Posté par
Metaa
re : DM Fonction exponentielle 28-12-17 à 12:59

Bonjour,

Merci beaucoup, j'ai repris le calcul depuis le début et j'obtiens bien une différence égale à 0 ( a2 +4a + 4 - 2a2 - 6a - 4 + a2 + 2a ) / 4 = 0

Pour la question 3b), j'ai dérivé h(x) et j'obtiens les variations suivantes : h est strictement positive sur ]-inf ; -1] et strictement négative sur [-1 ; +inf[ avec h'(x) qui s'annule en -1,

Lim h(x) = - inf
x -> -inf

Lim h(x) = -inf
x -> +inf

h(-1) = 1/4

Pour la dernière question du DM (3c),  je n'ai aucune idée de où je dois partir. Je sais seulement que a est compris dans l'intervalle -1,6 <= a <= -1,5.

Parce que la question me demande d'exploiter les résultats trouvés aux questions 3a) et 3b).

Dois-je appliquer la fonction f(a) à mon encadrement ? pour ensuite remplacer par mon l'expression de la question 3a ?

Posté par
Metaa
re : DM Fonction exponentielle 07-01-18 à 16:10

Bonjour,

Je me permets de revenir à vous car je n'ai toujours pas trouvé de pistes concrètes pour répondre à cette dernière question.

J'ai donc uniquement le sens de variation de h et l'expression de f(a) prouvée à la question 3a)

Pour l'instant, je remarque seulement que f(a) = h(a)

-a (a+2) / 4
-a2 - 2a / 4
-1/4 a2 - 1/2 a

Posté par
mmedina
re : DM Fonction exponentielle 10-02-24 à 11:47

Bonjour je suis bloqué sur le même exo que selui decri précédemment mais sue les limites de la partie B pouvez vous m aider à effectuer le resonement merci de répondre vite

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : DM Fonction exponentielle 10-02-24 à 11:56

Bonjour,
Je vois que tu es nouveau, bienvenue sur l'
Merci de faire un effort pour l'orthographe.

Citation :
Bonjour je suis bloqué sur le même exo que celui decrit précédemment mais sur les limites de la partie B pouvez vous m aider à effectuer le raisonnement merci de répondre vite

Qu'as-tu tenté pour les limites de la fonction f ?

Posté par
mmedina
re : DM Fonction exponentielle 10-02-24 à 13:46

Oui pour celle en plus l infini j ai réussi
J ai développé l expression et factoriser par x × e^x
Mais pour celle en moins l infini moi et ma mère avont essayer mais nous avont pas trouver

Posté par
hekla
re : DM Fonction exponentielle 10-02-24 à 14:00

Bonjour
Que vaut

\displaystyle \lim_{x\to -\infty}x\,\text{e}^x ?

Posté par
mmedina
re : DM Fonction exponentielle 10-02-24 à 14:05

C est une forme indéterminée
0×-l infinie

Posté par
hekla
re : DM Fonction exponentielle 10-02-24 à 14:12

Dans un sens, mais les formes indéterminées sont les formes dont on ne peut appliquer directement les théorèmes sur les limites.
Posez x=-X   et essayez de trouver la limite

Posté par
mmedina
re : DM Fonction exponentielle 10-02-24 à 14:22

J ai déjà essayé cette idée ça donne ca
\exp- X (\exp 2+X-1)

Posté par
hekla
re : DM Fonction exponentielle 10-02-24 à 14:30

f(x)= \text{e}^{2x}-x\,\text{e}^{x}-\text{e}^x

On peut constater qu'uniquement x\,\text{e}^{x}   va poser un problème.
C'est pour cela que j'avais demandé de déterminer cette limite.

Posté par
hekla
re : DM Fonction exponentielle 10-02-24 à 14:34

Remarque

\text{e}^{2x}= \text{e}^x\times \text{e}^x

donc si vous mettez \text{e}^x en facteur, il vous reste \text{e}^x et non \text{e}^2

Posté par
mmedina
re : DM Fonction exponentielle 10-02-24 à 14:43

Oui mais on retonbe sur une autre forme indéterminée
On a +l infinie-l infinie-0
L infinie-l infinie =FI

Posté par
hekla
re : DM Fonction exponentielle 10-02-24 à 14:49

on pose  x=-X

x\text{e}^x=-X\text{e}^{-X}= -\dfrac{X}{\text{e}^X}

Si x tend vers -\infty alors X tend vers +\infty

Vous avez récupéré une forme dont on connait la limite quand X tend vers +\infty

Continuez et concluez.

Posté par
mmedina
re : DM Fonction exponentielle 10-02-24 à 14:53

A je n avais pas pensé à transformer-Xe^-X
En -X/e^X
Je vous remercie d avoir pris le temps de répondre à mes questions et vous souhaite une bonne journée

Posté par
hekla
re : DM Fonction exponentielle 10-02-24 à 14:56

Donc
\displaystyle  \lim_{x\to -\infty} f(x)=0-0-0=0

De rien
Bonne journée



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