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DM sur les limites et la fonction exponentielle

Posté par
Manon222629
05-01-18 à 14:37

Bonjour j'ai un problème avec ce DM...
Voilà l'énoncé de l'exercice:

Soit n un entier naturel non nul. On considère la fonction fn  définie sur [0;+ [ par:
fn(x) =[(x-n)/(x+n)] - e-x

1. Pour tout n *, calculer f'n et donner son signe sur [0;+ [.
Préciser fn(0) et limx+(x)
Dresser le tableau de variations de fn.

2.Pour tout n*, calculer fn(n); quel est son signe?

3.Soit g la fonction définie sur [0;+ [  par:
                g(x)= ex+1-2x-1
  
(a) Calculer limx+g(x)
(b) Démontrer que pour tout x[0;+ [ , g'(x)>0
       Dresser le tableau de variations de g.
(c) En déduire que, pour tout n*: en+1>2n+1
       Puis, pour tout n*, déterminer le signe de fn(n+1)

4. Montrer que, pour tout n*, l'équation fn(x) =0 admet une solution unique dans [n;n+1]; cette solution sera notée un.
Donner pour u1 un encadrement d'amplitude 10-2.

5. Déterminer limn+un   puis limn+un/n .


Où j'en suis:

1) je sais que la dérivée de e-x= -e-x
mais pour la division je ne sais pas...

Ensuite: fn(0)=-2

pour la limite je bloque...

Le reste je bloque également...
Merci d'avance pour votre aide

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 14:41

Bonjour,
dérivée (u/v)=(u'v-v'u)/v2
dérivée( x±n )   n est une constante

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 14:50

ah d'accord du coup ça donnerait:

[(-2n)/(x-n)²]+e-x

?

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 15:03

Tu as fait une erreur de signe  pour la dérivée de (x-n)/(x+n)

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 15:04

et pour le signe du coup?

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 15:07

il est vrai j'ai inversé la division...

donc ça donne
f'= [(2n)/(x+n)²] +e-x

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 15:45

du coup pour le signe et la limite de la fonction ça serait quoi?

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 16:22

s'il vous plaît

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 17:15

pour le signe de f'
n est un entier  naturel et  que dire de la fonction exponentielle....
pour la limite
celle  du quotient  :mets x en facteur

pour  e-x   quand x tend vers+∞  alors  - x tend vers ........  et  e-x tend vers .......;

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 17:29

est-ce que le signe c'est toujours positif?

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 17:39

quand je mets x en facteur je tombe sur une FI pour la limite du quotient...

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 18:10

f'  positive oui
  tu mets x en facteur au numérateur et au dénominateur , tu réduis
tu n'obtiens pas  une FI

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 18:28

oui pardon j'avais oublié de réduire du coup le quotient tend ver 1 et e-x tend vers 0. Ainsi le tout tend vers 1.
c'est ça?

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 18:31

OUI    la limite est 1

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 18:36

que trouves-tu pour  fn(0)

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 19:02

j'ai trouvé -2

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 19:07

OK
pour les  variations de f que trouves-tu  ?

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 19:21

f est strictement croissante

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 19:33

du coup pour le reste?
Laquestion 2 je ne la comprends pas

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 19:41

2)
f_n(x)=\dfrac{x-n}{x+n}-e^{-n}
tu remplaces x par n
que trouves-tu ?

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 19:43

Mais ça donne 0/2n , ce qui n'est pas possible

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 19:47

et le signe de e-n c'est positif parce que la fonction exp est strictement positive?

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 20:35

0/2n    or n≠0  donc 0/2n=......
f_n(0)=\dfrac{0}{2n}-e^{-n}=...
e-n c'est positif   OUI
  mais f_n(0)=.......

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 20:39

fn(n) est négatif parce que du signe de -e-x

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 20:40

Pour la 3 je n'y arrive pas

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 05-01-18 à 20:50

3)
mets ex+1 en facteur

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 06-01-18 à 15:50

ça donne :
ex+1*[1-(2x)/(ex+1) - 1/ex+1]
Mais ensuite je n'arrive toujours pas à trouver les limites... je tombe sur une FI

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 06-01-18 à 16:47

parce que (2x)/ex+1 c'est une FI non?

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 06-01-18 à 17:10

  tu sais que ex/x  tend vers + quand x tend vers+

par conséquent
 \dfrac{1}{\frac{e^x}{x} }
tend vers ....... quand x tend vers +

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 06-01-18 à 17:36

ex+1 +

11

(2x)/ex+1 0

1/ex+1 0

donc 1-(2x)/(ex+1)-1/ex+1 1

Du coup la limite c'est +?

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 06-01-18 à 17:56

Ensuite pour la 3)b. je n'y arrive pas...
Je trouve que la dérivée c'est:
ex+1-2

mais je ne sais pas comment démontrer que c'est strictement positif...

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 06-01-18 à 18:44

...

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 06-01-18 à 19:37

Ok pour la limite de g en+

g'(x)=ex+1-2  OK
montre que g' est croissante  ( g"=........)
et s'annule pour   ex+1=2
passe par  les ln  pour trouver la valeur  de x qui annule g  

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 06-01-18 à 19:41

Si je montre qu'elle est croissante cela justifiera qu'elle est positive?

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 06-01-18 à 20:32

oups j'ai oublié que tu l'étudies sur [0,+∞[ c'est plus simple...
   g''>0  ( à montrer) donc g 'est  croissante et g'(0)=...... tu en déduis le signe de g'

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 06-01-18 à 22:08

Merci
Du coup g(x) est strictement croissante.

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 06-01-18 à 22:08

et pour la c) je ne vois pas trop comment faire

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 06-01-18 à 22:37

OUI g est croissante sur [0,+[
g(0)=.......
n ≥1
tu en déduis que en+1-2n-1..........

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 06-01-18 à 22:51

on en déduit que
en+1-2n-1e2-1
?

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 06-01-18 à 22:54

tu en déduis le signe de  en+1-2n-1
ce qui te permet de  répondre à la question .

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 06-01-18 à 23:25

Merci ^^
Du coup pour le signe de fn(n+1) comment peut-on le déduire du fait que en+1>2n+1   ?

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 07-01-18 à 09:59

   tu calcules  fn(n+1) en remplaçant  x par n+1
rappels
e-x=1/ex
si 0<a<b  alors 0<1/b<1/a
  la réponse est à déduire de ce que tu viens de démontrer : en+1>2n+1
  

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 07-01-18 à 15:43

Mercii j'ai compris ^^
Maintenant pour la 4 et la 5 je n'y arrives pas ...

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 07-01-18 à 16:39

4)
signe de f_n(n)
signe de f_n(n+1)
tu appliques le théorème  de la bijection, le TVI voir cours`
géogebra
f1(1,543)=0

5)quand  n tend vers +∞  Un tend n

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 07-01-18 à 16:39

...

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 07-01-18 à 18:32

Tu as terminé

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 07-01-18 à 21:20

La 4 oui mercii
La 5 par contre je ne comprends toujours pas '^^

Posté par
PLSVU
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 07-01-18 à 21:52

5)tex]f_n(n)<f_n(u_n)<f_n(n+1)
n<u_n<n+1[/tex]
théorème des gendarmes

Posté par
Manon222629
re : DM sur les limites et la fonction exponentielle 07-01-18 à 22:38

Merci beaucoup



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