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Niveau terminale
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exercice sur ln et exp

Posté par
Mediane
27-02-15 à 14:45

Bonjour, j'ai un exercice de maths a resoudre sauf que je n'y parvient pas :/
Voilà:


1) soit f une fonction definie sur ]0; +infini]
       f(x) = ln(1+1/x)-x

a) determiner les limites de f en 0 et +infini
b) montrer que f est strictement décroissante sur ]0; +infini]
c) montrer qu'il existe un unique reel alpha appartenant a ]0; +infini] tel que: f() = 0
   determiner une valeur approchée de à 10^-3 près.


2) soit g la fonction definie sur ]0; +infini] par: g(x) = ln(1+1/x)
   La suite (un)n est definie par u0 = 1.5 et pour tt entier naturel n: un+1 = g(un)

a) representer la courbe C representative de la fonction g et la droite d'equation y = x
b) construire sur l'axe des abscisse, en laissant les traits de construction apparents, les cinq premiers termes de la suite (un)n
c) on admet que la suite (un)n est convergente vers une limite strictement positive l
   montrer que: ln(1+1/l) = l
d) demontrer que l = a.


J'ai fais la question 1)a) : lim f en 0 = +infini  et  lim f en +infini = -infini
par contre je bloque pour la b) je sais pas comment faire pourtant je suis sur que c'est simple. J'ai pensé a calculer la dérivée de f et de dresser le tableau de signe mais je suis pas sur. j'ai trouvé f'(x) = -1/x2+x

merci de votre aide

Posté par
Glapion Moderateur
re : exercice sur ln et exp 27-02-15 à 15:06

Bonjour, oui, pour la b) il faut dériver la fonction. mais f '(x) = (-1/x²)/(1+1/x)-1 =-1/(x²+x)-1 = -(x²+x+1) /(x(x+1))
(attention, un ln u se dérive en u'/u)

x²+x+1 est toujours positif (discriminant négatif donc toujours du signe de a) et donc le numérateur est toujours négatif
le dénominateur x(x+1) est positif pour x>0 donc la dérivée est toujours négative et la fonction toujours décroissante.

Posté par
carpediem
re : exercice sur ln et exp 27-02-15 à 15:44

salut

oui calcule la dérivée ....

Posté par
carpediem
re : exercice sur ln et exp 27-02-15 à 15:47

Citation :
il faut dériver


non on peut !!!

x \mapsto 1 + \dfrac 1 x est strictement décroissante ...

or ln est strictement croissante

donc par composée x \mapsto ln(1 + \dfrac 1 x)  est décroissante ...

de plus s \mapsto -x  est décroissante

donc leur somme f est décroissante

....

Posté par
Mediane
re : exercice sur ln et exp 27-02-15 à 15:54

merci a vous deux ^^
je pensais que cela serait faux si on expliquait comme toi Carpediem, mais j'y avais pensé oui
mais sinon pour la derivée je trouve bien ca Glapion

Posté par
Mediane
re : exercice sur ln et exp 27-02-15 à 16:05

pour la suite il faut utiliser le theoreme des valeurs intermédiaires en disant que
- 0 ]+infini; -infini]
- donc que ]0; +infini]

grace aux données de la calculatrice on trouve une valeur approchée de ... c'est cela ?

Posté par
carpediem
re : exercice sur ln et exp 27-02-15 à 16:41

oui c'est ça ...

Posté par
Mediane
re : exercice sur ln et exp 27-02-15 à 17:06

j'ai trouvé environ egal à 0.805

Posté par
Glapion Moderateur
re : exercice sur ln et exp 27-02-15 à 18:54

plutôt 0.806 si tu veux une précision de 10-3

Posté par
Mediane
re : exercice sur ln et exp 27-02-15 à 18:56

ah oui c'est vrai ^^' merci

Posté par
Mediane
re : exercice sur ln et exp 27-02-15 à 19:29

pour la question 2)b) un+1 = ln(1+1/un) c'est ca ?

Posté par
carpediem
re : exercice sur ln et exp 27-02-15 à 20:20

qu'en penses-tu ?

Posté par
Mediane
re : exercice sur ln et exp 27-02-15 à 20:24

oui c'est ca, je vois pas d'autre solution :/

Posté par
Mediane
re : exercice sur ln et exp 27-02-15 à 20:26

j'ai tracé les courbes, calculé et representé les termes de la suite.
je crois crois qu'il faut utiliser la recurrence pour la 2)c)

Posté par
carpediem
re : exercice sur ln et exp 27-02-15 à 20:34

oui et n'as-tu pas un théorème dans ton cours sur la limite d'une suite définie par récurrence ?

Posté par
Mediane
re : exercice sur ln et exp 27-02-15 à 21:13

"une suite u est minorée par un réel m si pour tt entier n, un m"

Posté par
Mediane
re : exercice sur ln et exp 27-02-15 à 21:25

Soit la suite u definie sur par u0 = 1.5  et un+1 = ln(1+1/un).
Soit la fonction g definie sur ]0; +infini] par: g(x) = ln(1+1/x)
On se propose de demontrer ^par recurrence que la suite (un) est minorée par l.

Posté par
carpediem
re : exercice sur ln et exp 27-02-15 à 23:09

penses-tu répondre à ma question dans ces deux posts ?

Posté par
Mediane
re : exercice sur ln et exp 28-02-15 à 11:15

Franchement, non Carpediem

Posté par
Glapion Moderateur
re : exercice sur ln et exp 28-02-15 à 11:44

Pour t'aider, je t'ai fait le dessin :
exercice sur ln et exp

Posté par
carpediem
re : exercice sur ln et exp 28-02-15 à 13:04

2c/ se démontre en utilisant un théorème de cours que je te demande ....



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