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Fonction exponentielle

Posté par
Ptitelouloute
02-01-18 à 11:28

Bonjour à tous,
je vous souhaite une bonne année 2018

J'ai un exercice à résoudre mais je bloque un peu...
Sujet:
f est une fonction définie pour tout réel x par : f(x)=x - (ex-1)/(ex+1)
On désigne par Cf  la courbe représentative de f

1. a) Vérifier que, pour tout réel: f(x)= x-1 + 2/(ex+1)
b) Etudier les limites de f en + et -
c) Soit la droite d'équation y=x-1
Préciser les positions relatives de Cf par rapport à .

2. Etudier les variations de f sur [0;+[
Faire la tangente au point d'abcisse 0

3. Montrer que l'équation f(x)=1 admet une solution et une seule x0 sur
Et déterminer un encadrement  de x0au dixième.


Voilà ce que j'ai fait: Jai réussi à démontrer la question 1a) et donc retrouver la bonne expression.
b) je ne savais pas quelle expression choisir donc j'ai fait la limite de f(x)= x-1 + 2/(ex+1)

En + :  lim x+1=+    et lim  2/(ex+1)= 0

Par croissance comparée lim f(x)=+

En revanche en - je ne suis pas sûre pour démontrer que f(x)=-

c) Pour les positions de la droite j'ai fait f(x)-y=0
J'ai trouvé : x - (ex-1)/(ex+1) +x-1=0
--> 2x - (ex-1)/(ex+1) -1=0
Est-ce que c'est juste ?

2.  J'ai dérivée f(x) et fait le signe, je trouve: f'(x)=1- 2ex/e2x+1

J'en ai déduis que f' est toujours  positive et croissante de[0;+[


Pour la question 3, je n'ai pas d'idées, pourriez vous me guider ?

Je vous remercie d'avance

Posté par
hekla
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 11:40

Bonjour

ce n'est pas une croissance comparée

il n'y a pas de changement de méthode


il fallait utiliser la deuxième forme f(x)-(x+1)>0 conclusion ?

la dérivée est fausse

(\text{e}^x+1)^2\not=\text{€}^{2x}+1
manque en outre les parenthèses

3 tvi

Posté par
hekla
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 11:41

lire (\text{e}^x+1)^2\not=\text{e}^{2x}+1

Posté par
Glapion Moderateur
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 11:45

Bonjour,
en - ex tend vers 0 donc la limite de f(x)= x-1 + 2/(ex+1) est facile à trouver, tu as raison c'est -

y = x-1 donc f(x)-y = 2/(ex+1) et pas ce que tu as mis
et comme c'est positif, on en déduit la position de la courbe par rapport à la droite

revois ta dérivée, moi je trouve f'(x) = (e2x+1)/(ex+1)²
toujours positive OK mais c'est f(x) qui est donc croissante.

3) théorème des valeurs intermédiaires (si f(x) est monotone croissante, elle coupe forcement la droite horizontale y=1 en un seul point)

Posté par
Ptitelouloute
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 12:19

J'essaie de comprendre,
C) x-1 + 2/(ex+1)  - (x+1) >0

je mets au même dénominateur :

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

(xex+x-ex-1+ 2 - xex-x-ex-1 )/(ex+1)
C'est ça?



Pour la limite en -

ex=0-      d'où lim x-1=-  et 2/ex+1 = -

Posté par
hekla
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 12:28

pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué

x-1+\dfrac{2}{\text{e}^x+1}-(x-1)=\cancel{x-1}+\dfrac{2}{\text{e}^x+1}-\cancel{(x-1)}


\displaystyle \lim_{x\to -\infty}\dfrac{2}{\text{e}^x+1}=\dfrac{2}{1}=2

Posté par
Ptitelouloute
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 12:32

Pour la dérivée je viens de comprendre mon erreur. J'ai appliqué la formule u'v-uv'/v2

En développant je trouve : e2x + ex -e2x+ex/ (ex +1)2
Ce qui donne bien e2x/(ex+1)2
Cependant dans l'expression de départ, on a x donc avec f'(x) on a : 1 -  e2x/(ex+1)2

Posté par
Ptitelouloute
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 12:33

hekla @ 02-01-2018 à 12:28

pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué

x-1+\dfrac{2}{\text{e}^x+1}-(x-1)=\cancel{x-1}+\dfrac{2}{\text{e}^x+1}-\cancel{(x-1)}


\displaystyle \lim_{x\to -\infty}\dfrac{2}{\text{e}^x+1}=\dfrac{2}{1}=2


Merci, il est vrai que je me complique avec tous ces calculs inutiles

Posté par
hekla
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 12:53

f(x)=x-1+\dfrac{2}{\text{e}^x+1}

f'(x)=1-\dfrac{2\text{e}^x}{(\text{e}^x+1)^2}=\dfrac{(\text{e}^x+1)^2-2\text{e}^x}{(\text{e}^x+1)^2}=\dfrac{\text{e}^{2x}+1}{(\text{e}^x+1)^2}

sous l'autre forme

f'(x)=1-\dfrac{\text{e}^x(\text{e}^x+1)-\text{e}^x(\text{e}^x-1)}{(\text{e}^x+1)^2}=1-\dfrac{2\text{e}^x}{(\text{e}^x+1)^2}

on a bien la même chose

n'oubliez pas les parenthèses

Posté par
Ptitelouloute
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 13:10

je vous remercie beaucoup Hekla ainsi que Glapion.

Pour continuer j'ai fait la tangente en 0
y=f'(0)(x-0)+f(0)

f'(0)= 1 -2e0/(e0+1)2 Or e0=1
=1-1
=0

et f(0)= 0 - (e0-1)/(e0+1)
= 0- (1-1)/(1+1)
=0

donc la tangente au ppoint d'abcisse 0 est y=0

Posté par
hekla
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 13:17

pas d'accord

f'(x)=\dfrac{\text{e}^{2x}+1}{(\text{e}^x+1)^2}

f'(0)=\dfrac{\text{e}^{2\times0}+1}{(\text{e}^0+1)^2}=\dfrac{1+1}{(1+1)^2}=\dfrac{1}{2}

Posté par
hekla
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 13:20

vérification

Fonction exponentielle

Posté par
Ptitelouloute
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 13:23

j'ai oublié de mettre au dénominateur...

Merci énormément pour votre aide

Posté par
Ptitelouloute
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 13:24

J'avais tracé la courbe sur papié millimétré et j'ai exactement la même chose.

Posté par
hekla
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 13:26

question 3 ?

Posté par
Ptitelouloute
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 13:52

Pour la question 3 par dichotomie j'ai trouvé un encadrement de 1.68<<1.75

Posté par
hekla
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 14:50

oui au dixième  1.6\leqslant \alpha\leqslant 1.7

je trouve 1,687894

Posté par
Ptitelouloute
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 15:13

Merci😀 je vous souhaite de passer une bonne fin de journée !

Posté par
hekla
re : Fonction exponentielle 02-01-18 à 15:18

de rien
bonne fin de journée

meilleurs  vœux pour la nouvelle  année



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