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Etude de fonctions

Posté par ledaltega (invité) 07-12-05 à 17:15

Bonjour,
en  licence 1ere année je voudrai savoir comment etudier les fonctions

f(x)=exp^(arctan (x))

f(x)=Ln(1+e^(-x))

f(x)=Arcsin(Ln1+x²))

et f(x)= (Racine cubique de (x+4)²)+ (Racine cubique de (x-4)²)


d'avance merci

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Etude de fonctions 07-12-05 à 17:46

f(x) = e^(arctan (x))
Df = R

f '(x) = (1/(1+x²)).e^(arctan (x))

f '(x) > 0 sur R --> f(x) est croissante.

lim(x -> -oo) f(x) = e^(-Pi/2)
Donc la droite d'équation y = e^(-Pi/2) est asymptote horizontale à la courbe représentant f(x) du coté des x négatifs.

lim(x -> +oo) f(x) = e^(Pi/2)
Donc la droite d'équation y = e^(Pi/2) est asymptote horizontale à la courbe représentant f(x) du coté des x positifs.

On peut encore étudier le signe de la dérivée seconde pour déterminer le sens de la concavité et trouver les points d'inflexion ...
-----


Posté par
Fractal
re : Etude de fonctions 07-12-05 à 17:49

Je ne sais pas ce que tu veux dire exactement par "étudier" (je suis en première) mais pour la première fonction, tu peux remarquer :

exp et arctan étant définis sur IR, exp^(arctan (x)) est définie sur IR également.
Ensuite arctan(x) tend vers /2 quand x tend vers + et vers -/2 quand x tend vers -.
On en déduit donc que f(x) tend vers exp(/2) qd x tend vers + et vers exp(-/2) qd x tend vers -.

On peut ensuite calculer sa dérivée :
f'(x)=exp(arctan(x))/(x²+1)
On voit facilement que cette fonction est strictement positive car exp(arctan(x))>0 et (x²+1)>0.
On en déduit que la fonction est croissante sur IR.

On peut aussi calculer sa dérivée seconde qui nous donne :
f''(x)=(exp(arctan(x))(1-2x))/(x²+1)²
f possède donc un point d'inflexion en x=1/2

Posté par ledaltega (invité)fonctions compliquées 07-12-05 à 21:00

re bonjour,
je rame complet sur ces fonctions, quelqu'un peut il m'aider SVP

f(x)=Ln(1+e^(-x))

f(x)=Arcsin(Ln1+x²))

f(x)= (Racine cubique de (x+4)²)+ (Racine cubique de (x-4)²)

d'avance merci

*** message déplacé ***

Posté par
Nightmare
re : fonctions compliquées 07-12-05 à 21:02

Bonsoir

Elles sont jolies ces fonctions, mais il faudrait tout de même nous dire ce qu'il faut faire avec

*** message déplacé ***

Posté par ledaltega (invité)re : Etude de fonctions 07-12-05 à 21:02

merci beaucoup pour votre aide,
pouvez vous me renseigner sur les 3 autres fonctions ??

Posté par ledaltega (invité)re : 07-12-05 à 21:03

oui pardon, on me demande simplement "etudiez les fonctions suivantes"



*** message déplacé ***

Posté par
Nightmare
re : Etude de fonctions 07-12-05 à 21:03

A respecter merci

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q03 - Pourquoi ne faut-il pas faire du ''multi-post'' ?

Posté par ledaltega (invité)re : Etude de fonctions 07-12-05 à 21:10

j'avoue qu eje ne sais pas par quoi commencer dans ses fonctions, déjà comment les dériver ?? ce n'est pas évident

Posté par
Nightmare
re : Etude de fonctions 07-12-05 à 21:16

Il suffit de connaître ses formules ...

Posté par ledaltega (invité)re : Etude de fonctions 07-12-05 à 21:19

oui c'est vrai mais je n'arrive pas a les appliquer dans ces cas là,
svp aidez moi

merci

Posté par
Nightmare
re : Etude de fonctions 07-12-05 à 21:21

Pour la premiére fonction par exemple :

x->f(x)=Ln(1+e^(-x))

On a la formule :
3$\rm (ln(u))'=\frac{u'}{u}
et
3$\rm (exp(u))'=u'.exp(u)
Donc :
3$\rm f'(x)=\frac{-e^{-x}}{1+e^{-x}}

Posté par ledaltega (invité)re : Etude de fonctions 07-12-05 à 21:23

ola, je n'avais pas capté que l'on pouvais faire les dérivées séparément comme cela, merci je m'y colle

Posté par ledaltega (invité)re : Etude de fonctions 07-12-05 à 21:29

pour f(x)=Ln(1+e^(-x)), on a bien Df(x)=R ?

Posté par
Nightmare
re : Etude de fonctions 07-12-05 à 21:31

oui

Posté par ledaltega (invité)re : Etude de fonctions 07-12-05 à 21:43

d'après la dérivée que vous m'avez fournie, je trouve que le fct est strict. décroissante sur R, et que la limù en -00 = -1 et en +00 = 0

est ce correct ?

merci bien encore

Posté par
Nightmare
re : Etude de fonctions 07-12-05 à 21:46

Pour le sens de variation c'est bon.
Pour les limites, celle en +oo est juste, celle en -oo ne l'est pas .
En -oo , exp(-x) diverge vers +oo, donc 1+exp(-x) diverge aussi vers +oo et par composition il en est de même pour ln(1+exp(-x))

Posté par ledaltega (invité)re : Etude de fonctions 07-12-05 à 21:50

d'accord je note bien ceci,
donc en -00, la lim est +00?

Posté par
Nightmare
re : Etude de fonctions 07-12-05 à 21:53

oui

Posté par ledaltega (invité)re : Etude de fonctions 07-12-05 à 21:57

d'accord, j'ai compris maintenant enfin il me semble
en tout cas merci bien pour vos réponses très rapides, c'est sympa !!!!

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Etude de fonctions 08-12-05 à 09:02

f(x)=Ln(1+e^(-x))

Df: R

f '(x)= -e^(-x)/(1+e^(-x))

f '(x) < 0 sur R --> f(x) est décroissante.

lim(x-> -oo) f(x) = +oo
lim(x-> +oo) f(x) = 0

La droite d'équation y = 0 est asymptote horizontale à la courbe représentant f(x) du coté des x positifs.

f ''(x)= (e^(-x) .(1+e^(-x))-e^(-2x))/(1+e^(-x))²
f ''(x)= e^(-x)/(1+e^(-x))²

f ''(x) > 0 sur R --> la concavité de la courbe représentant f(x) est tournée vers les y positifs.
-----
f(x) = Arcsin(ln(1+x²))

f existe si ln(1+x²) <= 1
1+x² <= e
x² <= e - 1
|x| <= V(e-1)    (Avec V pour racine carrée)

Df: x dans [-V(e-1) ; V(e-1)]

f(-x) = f(x) --> f est paire. Son graphe est donc symétrique par rapport à l'axe des ordonnées.

f '(x) = [1/V(1-(ln(1+x²))²)]*2x/(1+x²)

Comme ln(1+x²) <= 1 dans Df, f '(x) > 0 dans ]-V(e-1) ; V(e-1)[

f n'est pas dérivable pour x = -V(e-1) et x = V(e-1)

f '(x) < 0 pour x dans  ]-V(e-1) ; 0[ -> f(x) est décroissante.
f '(x) = 0 pour x = 0
f '(x) > 0 pour x dans  ]0 ; V(e-1)[ -> f(x) est croissante.

f(x) a un minimum pour x = 0, ce lin vaut f(0) = Arcsin(ln(1)) = 0
-----
Sauf distraction.  

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Etude de fonctions 08-12-05 à 09:34

f(x)= (Racine cubique de (x+4)²)+ (Racine cubique de (x-4)²)

f(x)= (x+4)^(2/3)+ (x-4)^(2/3)

Df: R
f(-x) = f(x) --> f est paire.

On peut donc limiter l'étude sur R+, la partie sur R- est déduite par symétrie par rapport à l'axe des ordonnées.

f '(x) = (2/3)(x+4)^(-1/3) + (2/3)(x-4)^(-1/3)

f '(x) = (2/3)/(x+4)^(1/3) + (2/3)/(x-4)^(1/3)

f '(x) = 0 pour x = 0
f '(x) < 0 pour x dans ]0 ; 4[ -> f(x) est décroissante.
f '(x) n'existe pas pour x = 4
f '(x) > 0 pour x dans ]4 ; oo[ -> f(x) est croissante.

Il y a un max de f(x) en x = 0, ce max vaut f(0) = 2*4^(2/3)
---
f ''(x) = -(2/9)(x+4)^(-4/3) - (2/9)(x-4)^(-4/3)
f ''(x) = -(2/9)/(x+4)^(4/3) - (2/9)/(x-4)^(4/3)

f ''(x) < 0 pour x dans [0 ; 4[ --> la concavité est tournée vers les y négatifs.
f ''(x) n'existe pas pour x = 4
f ''(x) < 0 pour x dans ]4 ; oo[ --> la concavité est tournée vers les y négatifs.

Il y a un point de rebroussement dans la courbe représentant f(x) pour x = 4.
---
(Et puisque f est pair, il y a un point de rebroussement dans la courbe représentant f(x) pour x = -4).

lim(x-> +/- oo) f(x) = +oo
-----
Sauf distraction.


Etude de fonctions

Posté par ledaltega (invité)re : Etude de fonctions 08-12-05 à 12:03

merci beaucoup,
vous m'enlevez une sacrée épine du pied,
génial ce forum sans rire



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