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Niveau terminale
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DM logarithme népérien

Posté par
elzamala49
24-02-21 à 13:44

Bonjour Je suis ici car je n'arrive pas à commencer mon devoir maison de maths sur le logarithme népérien et je suis actuellement en spé mathématique en terminale. Voici mes questions:
On considère la fonction g définie sur ]0;+ ∞[ par :
g (x ) = − 2lnx -x e+ 1
1.) Déterminer les limites de g en 0 et en +∞ .  
je sais que d'abord il faut dérivé mais je n'arrive pas vraiment.
2.) Etudier le sens de variation de g.  et pour cette question je sais qu'il faut mettre le signe de la dériver et  aussi mettre le sens de variation de g
Merci de pouvoir me répondre et m'aidé merci beaucoup!

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 13:49

Bonjour

Que proposez-vous ?  Comme limite en 0   pas de pb    et en +\infty  non plus

  Question 2 que donne la dérivée ?

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 14:32

en  0 j'ai mis que c'est  - et pour  +  j'ai mis + mais je suis pas sur de moi. de même je ne se pas comment rédigé
pour la dérivé j'ai trouvé g'(x)=-1lnx-xe mais je pense que ce n'est pas juste.

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 14:43

\displaystyle  \lim_{x\to 0}(-2 \ln x-\text{e}x+1)=-(-\infty)+1=+\infty

\displaystyle  \lim_{x\to 0}(-2 \ln x-\text{e}x+1)=-(+\infty)-(+\infty)+1=-\infty

Quelle est la dérivée de x\mapsto \ln x

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 14:45

la dérivé de lnx c'est -1/2lnx

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 14:47

mais je ne comprend pas la deuxième limite que vous avez fait car il faut la lime en 0 et en + mais ici les 2 limites sont en 0

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 14:50

Excusez oubli de changer après un copier-coller

\displaystyle  \lim_{x\to +\infty}(-2 \ln x-\text{e}x+1)=-(+\infty)-(+\infty)+1=-\infty

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 14:52

donc pour la question 2 ma dérivé est fausse ?

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 14:54

Oui     (\ln x)'=\dfrac{1}{x}

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 15:21

donc vécu c'est -2 fois cela fait - 2x1/x c'est ça ou non?

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 15:53

Le symbole d la multiplication n'est pas x  à la rigueur *

g'(x)=\dfrac{-2}{x}-\text{e}

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 16:19

d'accord merci donc pour le sens de variation je peux dire qu'elle est d'abord croissante et ensuite décroissante ou elle est tout simplement décroissante sur l'intervalle ]0;+ [

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 16:23

x>0  et la somme de deux nombres négatifs est négative

dérivée négative sur I fonction décroissante sur I

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 16:30

est ce que vous pensez qu'il est préférable de faire un tableau de variation mais il demande seulement de l'étudier

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 16:33

j'ai encore besoin de votre aide sur cette question:
Montrer que, dans [0,5;1], l'équation g x( ) = 0 admet une solution et une seule, notée α.
Déterminer un encadrement de α à 0,1 près
je sais que il faut utilisé le théorème de bijection mais ce que je ne comprend pas est le début de la question  Montrer que, dans [0,5;1], l'équation g x( ) = 0

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 16:36

Le tableau de variation  résume toute l'étude précédente   oui  il vaut mieux le faire
un +\infty à ajouter
DM  logarithme népérien

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 16:37

d'accord merci

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 16:39

Vous tronquez la question

Montrer l'existence d'une unique valeur pour laquelle g(x)=0

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 16:48

donc
g (x ) = − 2lnx -x e+ 1=0
c'est un résolution d'équation ?

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 16:53

Vous avez dit qu'il fallait utiliser  le théorème de la bijection ou valeurs intermédiaires

on a sur [0,5~;~1] une fonction dérivable strictement décroissante telle que g(0,5)\times g(1)<0 alors il existe un unique \alpha \in[0,5~;~1] tel que g(\alpha)=0

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 17:00

d'accord donc il fallait juste remplacer les valeur de x par 0.5 et 1 merci et donc pour la valeur approché et Déterminer un encadrement de α à 0,1 près.  j'ai trouvé 1.0270.390
c'est bien ça

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 17:19

Absolument pas  vous venez de dire que \alpha \in [0,5~;~1] ce qui ne correspond pas à votre encadrement  Pour avoir une idée
DM  logarithme népérien

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 17:35

donc je fais comment pour Déterminer un encadrement de α à 0,1 près.

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 17:57

Vous coupez l'intervalle en 2 ;  \alpha sera dans l'un ou l'autre  et on réitère jusqu'à la précision voulue

vous pouvez programmer cela

vous pouvez utiliser un tableur  ou votre calculatrice (laquelle ?)

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 18:00

oui j'ai utiliser ma calculatrice c'est une numworks j'ai mis la fonction g ensuite je suis parti dans tableau de valeur et j'ai regarder pour g(0.5) combien c'est de même pour 1

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 18:06

Vous avez donc dû obtenir ceci

DM  logarithme népérien

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 18:09

oui voilà c'est ça mais est ce que prend comme même la valeur qui est négatif pour 5 c'est négatif donc j'ai un encadrement comme ça :
1.027-18.89

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 18:17

Il faut regarder \alpha dans la colonne x

vous pouvez donc voir que pour 0,6 vous obtenez 0,39 soit un nombre positif et  pour 0,7 un nombre négatif   on a donc 0,6\leqslant\alpha\leqslant 0,7

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 18:22

vous pouvez m'expliquez pourquoi on prend ses 2 valeurs parce que je comprend pas trop

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 18:42

Vous cherchez \alpha tel que g(\alpha)=0

le \alpha on le prend donc dans la colonne des x et on regarde quand les images changent de signe  on veut toujours g(x_1)g(x_2)<0

0 est limage d'un certain \alpha

En considérant  x_1<x_2

0\in[g(x_2)~;~g(x_1)]  g étant strictement décroissante \alpha \in [x_1~;~x_2]

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 18:46

d'accord merci beaucoup je viens de comprendre

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 18:49

En déduire le signe de g (x ) selon les valeurs de x  
est ce que on peut determiner le signe de g avec g' et donc c'est négatif donc
g(x)0

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 18:49

Si vous avez compris  au lieu de 0,1 donnez une valeur approchée à 0,01

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 18:52

donc pour 0.001 c'est 0.50.66

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 18:55

L'encadrement n'est pas de 0,01 et en plus c'est faux, car pour ces deux valeurs les images sont positives donc 0 n'est pas dans l'intervalle

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 19:03

d'accord et vous en pensez quoi de ceci En déduire le signe de g (x ) selon les valeurs de x  
est ce que on peut determiner le signe de g avec g' et donc c'est négatif donc
g(x)0

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 19:20

Regardez le dessin de 17 :19  
vous avez donc \alpha l'abscisse du point d'intersection avec l'axe des abscisses

avant cette valeur  la courbe est dans les y >0 et ensuite dans les y <0

Cela pour avoir une idée de ce qu'il va falloir écrire

  On a montré que sur ]-\infty~;~\alpha[  la fonction était strictement décroissante  

donc soit x_1 tel que  x_1 <\alpha  alors g( x_1)>g(\alpha)  

  or  g(\alpha) =0 donc g(x_1)>0

On ferait de même pour montrer que  si x>\alpha, \  g(x)<0

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 19:30

d'accord est ce que vous pouvez me réexpliquez avec d'autre terme car je ne comprend pas trop .je l'ai pas dit au début mais c'est une étude d'une fonction auxiliaire.et donc pour étudier le signe je dois juste comprendre et mettre se que vous avez écrit il n'y a pas d'autre choses a démontrer

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 19:43

Si à la fin d'une première partie,  c'est bien pour étudier une fonction dont le signe de la dérivée  dépendra du signe de g.

On a une fonction strictement décroissante  plus on augmente la valeur de x plus la valeur de g(x) diminue

Partant de +\infty pour x tendant vers -\infty  on arrive lorsque x a pris la valeur \alpha  à l'axe des abscisses  donc jusqu'à x=\alpha on est dans les réels positifs  on franchit le Rubicon et l'on se trouve alors dans les y négatifs et ce jusqu'à la fin

en  résumé

il suffira de dire  puisque g est strictement décroissante  on a ce tableau de signes

DM  logarithme népérien

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 19:52

d'accord merci beaucoup j'ai mieux compris avec le tableau de signe

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 20:02

Maintenant pour la deuxième partie vous l'écrivez à la suite pour que l'on puisse se référer à cette partie
De rien

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 20:23

d'accord la deuxièmes partie est sur une étude de fonction f  On considère la fonction f définie sur ]0;+ ∞[ par :
f(x)=lnx+ex/x[sup][/sup]
On note (Γ) sa courbe représentative dans un repère orthonormal (O u v ; , )
  , unité graphique : 2 cm
il faut d'abord ) Déterminer les limites de f aux bornes de son ensemble de définition.  
donc pour moi la limite de f quand x tend vers 0 c'est + et la limite de f quand x tend vers + est + mais la nous avons une forme indetrminée / c'est ça et je n'ai pas réussi à transformer l'écriture

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 21:45

Comment est définie f  :  \ln x+\dfrac{\text{e}^{x}}{x}
  
si c'est ce texte  croissance comparée  donc en +\infty\;\  +\infty

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 22:12

\displaystyle \lim_{x\to 0}\ln x +\dfrac{\text{e}^x}{x}=\lim_{x\to 0}\dfrac{ x\ln x+\text{e}^x}{x}

\displaystyle \lim_{x\to 0}x\ln x =0, \quad  \lim_{x\to 0}x \ln x +\text{e}^x}=1

\displaystyle \lim_{x\to 0}\ln x +\dfrac{\text{e}^x}{x}=+\infty

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 22:40

comment on pourrais   que
Soit f ′ la fonction dérivée de f.
Vérifier que f'(x )= g(x)/x3
puis étudier le sens de variation de f sur ]0;+ ∞[.

moi j'ai essayer de faire avec la seconde dérivé mais sa a pas mené à grand chose car je n'ai pas trouvé la g(x)/3

et pour le sens de variation on le connaît déjà c'est décroissant

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 24-02-21 à 22:41

ah oui et je veux comprendre pourquoi vous avez fait tous les limites qui tendent vers 0 alors que les bornes de la limites sont 0 et +

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 25-02-21 à 00:33

Je vous ai demandé de vérifier f(x)  ce que vous avez écrit est illisible

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 25-02-21 à 10:45

Il vaut mieux écrire x\,\text{e} que \text{e}x  cela éviterait la confusion avec \text{e}^x si l'on a oublié de mettre à la puissance  ou si la hauteur de l'exposant est assez faible


Apparemment la fonction f est définie par  f(x)=\dfrac{\ln x +x\,\text{e}}{x^2}

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

On a bien f'(x)=\dfrac{g(x)}{x^3}

  Non, f est croissante d'abord décroissante ensuite  comme vous pouvez le constater

DM  logarithme népérien

Posté par
elzamala49
re : DM logarithme népérien 25-02-21 à 16:35

oui c'est bien celle la la fonction f mais la question est qu'il demande de vérifier que f'(x)=g(x)/x3
je suppose qu'il faut effectuer une démonstration pour arriver à f' mais je n'y arrive pas

Posté par
hekla
re : DM logarithme népérien 25-02-21 à 17:00

\left(\dfrac{u}{v}\right)'=\dfrac{u'v-v'u}{v^2}

 u(x) =\ln x +x\,\text{e}  donc  u'(x)=

v(x)=x^2

f'(x)=    

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