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fonction exponentielle

Posté par
oumy1
07-03-19 à 05:16

Bonsoir, j'ai cet exercice qui fait parti d'un dm à rendre à la rentrée mais j'ai des doutes et des difficultés. Merci de bien vouloir m'aider.


on considère la fonction f définie par f(x)=en/2-x+2.
1)montrer que la tangente TA a pour équation:  y=-1/2x+3
2) on pose, pour tout x réel: g(x)=f(x)-(-1/2x+3)=ex/2-x-1
a) étuduer le sens de variation de la fonction g sur R.
b) déterminer la limite de g en -.
c) déterminer la limite de g en +.

on pourra écrire g(x)=\frac{x}{2}\left( \frac{e^\frac{x}{2}}{\frac{x}{2}}-\frac{1}{2}\right)-1
d)dresser le tableau de variations de g.
e) en déduire la position relative des courbes Cf et TA.

3) on note D le domaine du plan compris entre la courbe Cf' la droite TA et les droites d'équation x=-3 et x=4.
a) sur un schéma à main levée, représenter D.
b)calculer l'aire de D en détaillant les calculs.
c) si l'unité graphique sur chaque axe est 2 cm, quelle est l'aire de D en cm2?
En donner une valeur arrondie au mm² près.

j'ai fait:

1)f'(0)=1/2e0/2-1=1/2--1/2
    f(0)=e0/2-0+2=1+2=3

donc TA: y=-1/2(x-0)+3
                     y=-1/2x+3

2)a) g(x)=  ex/2-1/2x-1 g est dérivable sur R

g'(x)=1/2ex/2-1/2=1/2(ex/2-1)

g' >0 sur [0;+ et g'<0 sur ]-;0]

b)lim ex/2=0
x-
lim-1/2x-1=+
x-    
Donc  limg(x)=+
x-

c)lim ex/2 =+
x+
lim-12x-1=-
x+
Donc lim g(x)=+
x+
  je ne sais pas à quoi sert cette écriture de g(x) est ce qu'il faut l'utiliser pour le d)?

j'ai fait le e)  f(x)-TA=ex/2-1/2x-1
or g(x)0 sur R donc Cf>TA
la corbe Cf est donc au dessus de TA sur ]-;0[]0;+[

Cf et TA sont confondues au point A(0;3).

3)estce qu'il faut calculer [f'(x)-TA ]dx ?

Merci d'avance pour votre aide

Posté par
patrice rabiller
re : fonction exponentielle 07-03-19 à 06:24

Bonjour,
Il y a plusieurs erreurs dans ton texte :

Tout d'abord la fonction f est définie par : f(x)=e^{\red{x}/2}-x+2.
Question 1). On suppose, d'après ta correction, que le point A a pour abscisse 0, mais ce n'est pas dit dans ton énoncé.
Tu écris que f'(0)=1/2--1/2, ce qui devrait faire f'(0)=1. Or f'(0)=-1/2 en réalité

Question 2). Tu t'es trompé dans l'écriture de g(x) (dans la partie énoncé). Si je calcule bien g(x)=e^{x/2}-\frac x 2-1 ce que semble confirmer ta correction.
Question 2a) La dérivée de g est correcte.
Question 2b) La limite de g en - est juste.
Question 2c) La limite de g en + est juste. L'écriture de g sous la forme g(x)=\frac x 2\left(\frac{e^{x/2}}{x/2}-\frac 1 2\right)-1 permet de lever l'indétermination +-.

Question 2e) C'est juste.

Question 3b). La tangente TA est en-dessous de la courbe C. Donc l'aire du domaine D peut se calculer par l'intégrale \int_{-3}^{4}{\left(f(x)-(-\frac x 2 +3)\right)\text{ d}x}. Je pense que ton texte contient une erreur : il s'agit sûrement de la courbe de f et non pas de la courbe de f' ...

Posté par
oumy1
re : fonction exponentielle 07-03-19 à 07:32

Bonjour patrice rabiller et merci de ton aide.
j'ai effectivement fait des erreurs dans la copie de l'énoncé.
il y avait une représentation de la fonction f(x) et de TA que je n'ai pas reproduite et il était noté: on a tracé ci dessous la courbe représentative de Cf et la tangente TA à Cf en son point d'abscisse 0, dans un repère orthogonal du plan.
pour f'(x) j'ai fait une erreur en d'écriture:  f'(x) = 1/2-1=-1/2
Est-on obligé d'utiliser cette forme de g(x) pour la limite ?
pour la question 3) c'est bien écrit à deux reprise Cf' mais lorsque j'ai fait le dessin c'est bizarre . Penses tu qu'il soit possible de calculer l'intégrale avec f'(x)?

j'ai fait :
f'(x)=1/2ex/2-1    F(x)= ex/2 -x +k
TA=-1/2x+3            F(TA)=-1/4x2+3x+k

donc le calcul de l'intégrale est il cohérent par rapport à la représentation graphique demandée à main levée?
Merci d'avance.

Posté par
oumy1
re : fonction exponentielle 07-03-19 à 08:05

j'ai calculé l'intégrale de f
\int_{-3}^{4}{f'(x)dx}=\int_{-3}^{4}{\frac{1}{2}}e^\frac{x}{2}-1dx=\left[e\frac{x}{2}-x\right]^{4}_{-3}=e^\frac{4}{2}-4-e^\frac{-3}{2}-3=e^2-e^\frac{-3}{2}-7
  et là je bloque comment réduire cette expression?

Merci pour toute l'aide que l'on pourra m'apporter

Posté par
patrice rabiller
re : fonction exponentielle 07-03-19 à 08:50

Bien sûr qu'il est possible de calculer l'intégrale avec f'(x), mais, encore une fois, il s'agit certainement d'une erreur d'énoncé, ou, peut-être, d'une erreur d'interprétation : l'apostrophe ne serait-il pas plutôt une virgule ?

Posté par
oumy1
re : fonction exponentielle 07-03-19 à 09:08

c'est un exercice du livre et c'est bien ecrit f'(x). si c'était f on ne nous aurait pas demandé de faire un dessin à main levée puisque la représentation graphique de f est dessinée ainsi que la tangente.
comment réduire l'intégrale de f'. stp

Posté par
patrice rabiller
re : fonction exponentielle 07-03-19 à 09:16

On a f'(x)=(1/2)ex/2-1
Donc une primitive de f'(x) est F'(x)=ex/2-x tout simplement, comme tu l'as fait.
Pour le calcul de l'intégrale, tu as fait une erreur. C'est e2-4-e-3/2+3, soit e2-e-3/2-1. On  ne peut pas réduire cette expression

Posté par
patrice rabiller
re : fonction exponentielle 07-03-19 à 09:22

Ce n'est pas parce qu'il s'agit d'un exercice du livre qu'il n'y a pas une erreur ! Par ailleurs, le dessin à main levée ne demande pas de dessiner la courbe mais le domaine délimité par les courbes entre les abscisses -3 et 4 ... Je persiste à penser qu'il s'agit d'une erreur typographique.

Posté par
mathafou Moderateur
re : fonction exponentielle 07-03-19 à 10:17

Bonjour,

je pense comme patrice rabiller que distinguer C_{f'} (la courbe de f' ) de C_f, la courbe de f, virgule)

nécessite parfois de très bons yeux, si même cela est possible selon la police de caractères utilisée



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