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Exercice sur la fonction exponentielle.

Posté par
Lilo18
26-10-11 à 14:03

Bonjour,
J'ai cet exercice à faire, mais je bloque sur les premières questions ...
Pouvez-vous m'aider ? Merci d'avance ...


Énoncé :
Partie A : Lecture graphique.

Le plan est muni d'un repère orthonormal (O;i;j).
La courbe C représente une fonction f définie sur R par : f(x) = ae2x + be-x où a et b sont des réels à déterminer.
On sait que C passe par A(0;3) et, qu'en ce point, elle admet une tangente parallèle à l'axe des abscisses.
( La courbe est une parabole décroissante sur [-3;0] et croissante sur [0;3] )

1. A l'aide du graphique, déterminer le signe de f(x) sur R.
La fonction f est positive sur R.
2. Donner le nombre de solutions de l'équation f(x) = 6, et un encadrement de chacune de ces solutions par deux entiers consécutifs.
Résoudre f(x) = 6 revient à résoudre ae2x + be-x = 6. Mais je ne vois pas comment faire ensuite sans a et b ...
3. En justifiant brièvement, résoudre graphiquement :
a) l'équation f'(x) = 0
b) l'inéquation f'(x) 0.

Ne pouvant pas vous donner le graphique, j'espère que vous pourrez tout de même m'aider.

Partie B : Détermination des réels a et b.

1. Calculer l'expression f'(x) en fonction des réels a et b.
2. Lire sur le graphique f(0) et f'(0).
f(0) = 3.
3. En déduire un système de deux équations à deux inconnues. Calculer les valeurs de a et de b.

Partie C.

On suppose que f est définie sur R par f(x) = e2x + 2e-x et que la courbe C donnée dans la Partie A, est effectivement sa représentation graphique.

1. Déterminer en justifiant :
a) la limite de f en +
b) la limite de f en -
2.a) Résoudre dans R l'inéquation e3x - 1 0.
b) Montrer que f'(x) = 2e-x(e3x - 1).
c) En déduire le signe de f'(x).
d) En déduire les variations de f et dresser son tableau de variations.

Merci.

Posté par
Lilo18
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 26-10-11 à 14:07

Partie A.
2. Etant donné qu'il faut déterminé graphique le nombre de solutions à l'équation f(x) = 6, j'en trouve deux ; L'une comprise entre -1 et -2 et la seconde comprise entre 0 et 1.
On appellera ces deux solutions 1 et 2. On obtiens donc les encadrements suivant :
-2 1 -1
et 0 2 1.

Mon raisonnement est-il juste ?

Posté par
spmtb
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 26-10-11 à 14:08

bonjour
oui c est bon

Posté par
Lilo18
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 26-10-11 à 14:11

Merci.

En revanche, je ne vois pas du tout comment faire pour la question 3 de la Partie A

Posté par
spmtb
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 26-10-11 à 14:15

on te demande juste de voir sur le graphique
donc tu dois voir
f'(x) = 0   solution x = 0 ( tangente horizontale)
f'(x) = 0   solution ]- ; 0]  ( f decroissante)

Posté par
Lilo18
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 26-10-11 à 14:43

Merci !

Ensuite, pour la Partie B.

1. La fonction f est dérivable (etc).
On a pour tout x R :
f'(x) = ae2x*2 + be-x*(-1)
f'(x) = 2ae2x - be-x

Juste ?

Posté par
spmtb
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 26-10-11 à 14:47

oui

Posté par
Lilo18
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 26-10-11 à 15:11

2. Graphiquement, on a :
f(0) = 3 et f'(0) = 0 ( d'après la question 3a) de la Partie A ) ?

3. On trouve le système suivant :
ae0 + be0 = 3
2ae[sup]0[/sup] - be0 = 0

Après calcule on trouve :
a = 1 et b = 2.

Juste ?

Posté par
Lilo18
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 26-10-11 à 16:16

Pour la Partie C.

1.a) La limite en + de f(x) = +.
1.b) La limite en - de f(x) = +.

2.a) On résouts e3x - 1 0,
Après calcules on arrive a : x 0.
2.b) On trouve bien f'(x) = 2e-x (e3x - 1)
2.c) f'(x) sera d'abord négatif puis positif.
2.d) Avec tout ca on construit le tableau de variations de f(x) ;
Décroissant sur ]-;0] et croissant sur [0;+[.
En x=0 on a f(x)=3 et les limites en - et + sont +.

Merci pour votre aide.

Posté par
Olove
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 09-03-18 à 11:44

Bonjour à tous, moi aussi j'ai fait cet exercice mais j'ai pas réussi la question 3 dans la partie B. vous pouvez m'expliquer un peu, s'il vous plaît.
merci d'avance.
bien cordialement

Posté par
hekla
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 09-03-18 à 13:37

Bonjour

f(x)= a\text{e}^{2x} + b\text{e}^{-x}

vous savez dériver f

par lecture graphique vous avez f(0) et f'(0)

il vous reste donc à remplacer x par 0 dans les deux expressions précédentes  et à résoudre le système

Posté par
Olove
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 10-03-18 à 15:48

d'accord merci
Et juste une petite dernière question pour 2.c dans la partie C, comment fait trouver les signes sur la fonction dérivée ?

Posté par
hekla
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 10-03-18 à 15:52

utilisez  Partie C 2 a

Posté par
Olove
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 10-03-18 à 16:06

d'accord super merci

Posté par
hekla
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 10-03-18 à 16:09

de rien

et s'il y a d'autres questions ...

Posté par
Olove
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 10-03-18 à 16:44

Donc pour la  partie C: on sait que le x est toujours positif alors la  
f'(x) = 2e^-x   (e^3x   - 1)      =>       (e^3x   - 1) est positif donc la courbe est croissante.
Dans {0; +infini[
juste ?

Posté par
hekla
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 10-03-18 à 16:57

la fonction est définie sur  \R

on sait que 2\,\text{e}^{-x}>0 pour tout  x\in \R

signe de \text{e}^{3x}-1

\text{e}^{3x}-1>0 \iff  \text{e}^{3x}>1 \iff 3x>0

f'(x)>0\  \text{si }  x\in[0~;~+\infty[  \quad f'(x)<0\  \text{si }  x\in]+\infty~;~0]

Posté par
Olove
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 11-03-18 à 10:05

d'accord merci par contre il y a une petite erreur sur f'(x)<0 si x appartient ]-infini;0]
pas "]+infini;0]". et voilà merci pour tout .

Posté par
hekla
re : Exercice sur la fonction exponentielle. 11-03-18 à 10:23

oui c'est le copier-coller  le lecteur aura rectifié de lui-même

de rien



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