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Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction

Posté par
borneo
26-03-07 à 13:34

Bonjour, j'ai gardé mes sujets de bac C (années 70) et je pense pouvoir faire maintenant l'exercice sur lequel j'ai bloqué à l'époque (dans la marge du sujet, j'ai écrit 2/4…je n'ai pas gardé mon brouillon)

Citation :
1) Etudier les variations et tracer la courbe représentative (C) de la fonction numérique définie sur IR par f(x) = x*e^(-x).
En déduire que pour a > 0 et distinct d'une valeur que l'on précisera, il existe un seul réel b, différent de a, tel que a*e^b = b*e^a.
2) Calculer l'aire du domaine délimité par (C), son asymptote et les droites d'équation x=0 et x=t, où t désigne un réel strictement positif. Cette aire admet-elle une limite lorsque t tend vers +00 ?


Question 1
Je cherche les limites en +00 et -00

La limite quand x tend vers -00 de f(x) = x*e^(-x) est -00 car on a un produit de -00 par +00

La limite quand x tend vers +00 est égale à la limite de -x*e^x quand x tend vers -00 c'est à dire 0

On remarque que la courbe passe par l'origine car f(0) = 0

Dérivée : je trouve f ‘(x) = (1-x)e^(-x)  qui s'annule pour x=1
Donc ma fonction f est croissante jusqu'à x=1 et décroissante ensuite. Elle admet un maximum pour x=1  f(1) = 1/e

Je peux donc tracer la courbe (C)

Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction  ;-)

Ensuite je dois en déduire que pour a > 0 et distinct d'une valeur que l'on précisera, il existe un seul réel b, différent de a, tel que a*e^b = b*e^a. Je crois me souvenir que j'ai bloqué là dessus.

a*e^b = b*e^a  entraîne  a*e^(-a) = b*e^(-b)  qui ressemble à f(x)
Si on prend a compris entre 0 et 1, on aura une valeur b comprise entre 1 et +00 qui aura même image par la fonction f. En effet, la fonction f est continue et uniformément croissante entre 0 et 1 et continue et uniformément décroissante entre 1 et +00.

J'ai pris un exemple qui le montre sur la courbe : pour a 0.25 on a une valeur b 2.5 qui a même image par la fonction f.

Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction  ;-)


La seule valeur pour laquelle ce n'est pas possible est a=1 qui correspond au maximum de la fonction f.

Citation :
2) Calculer l'aire du domaine délimité par (C), son asymptote et les droites d'équation x=0 et x=t, où t désigne un réel strictement positif. Cette aire admet-elle une limite lorsque t tend vers +00 ?


Ici, je bloque pour trouver une primitive de f(x) = x*e^(-x). En tâtonnant, sachant qu'une primitive de xe^x est (x-1)e^x +k je trouve une primitive de f(x) : F(x) = -(x+1)e^(-x)

Donc si un « pro » pouvait m'expliquer comment le trouver proprement, ce serait gentil.

Ensuite je calcule l'aire du domaine délimité par (C), son asymptote et les droites d'équation x=0 et x=t

4$\int_0^{t} f(t) dt = F(t) - F(0) = -(t+1)e^(-t) +1

(j'ai calculé F(0) et j'ai trouvé -1)

Quand t tend vers +00 la limite de -(t+1)e^(-t) sera celle de xe^x quand x tend vers -00 c'est à dire 0

Donc quand t tend vers +00 l'aire du domaine délimité par (C), son asymptote et les droites d'équation x=0 et x=t  sera 1

Voilà, graphiquement mon résultat est cohérent. J'aimerais savoir si c'est juste, et connaître la bonne manière de trouver une primitive de f(x) = x*e^(-x).
Merci

Posté par
infophile
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 26-03-07 à 13:42

Coucou

Pour la limite en 4$ \red +\infty ilfaut justifier :

4$ f(x)=x.e^{-x}=\frac{x}{e^x}=\frac{1}{\frac{e^x}{x}}

Or 4$ \lim_{x\to +\infty}\frac{e^x}{x}=+\infty donc 4$ \blue \fbox{\lim_{x\to +\infty}f(x)=0}

Posté par
infophile
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 26-03-07 à 13:44

Pour ce qui est de la primitive tu peux faire pune intégration par partie

Posté par
Aiuto
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 26-03-07 à 13:45

Bonjour,

pour la primitive de xe-x il te suffit de faire une integration par partie

Pose u=x  et v'=e-x
donc u'=1 et v=-e-x

alors F= uv - primitive(uv')

F= -xe-x-primitive(-e-x)
F= -xe-x-e-x+ K
F=-(1+x)e-x+K

Posté par
infophile
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 26-03-07 à 13:52

Bonjour Aiuto

Posté par
borneo
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 26-03-07 à 13:54

Merci les jeunes

Je vais donc revoir le cours sur l'intégration par partie. Je ne pense pas avoir bloqué là-dessus à l'époque, mais sur la question :

Citation :
En déduire que pour a > 0 et distinct d'une valeur que l'on précisera, il existe un seul réel b, différent de a, tel que a*e^b = b*e^a.


Je la trouve bien tordue. Ma démo actuelle vous semble correcte ?

Posté par
infophile
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 26-03-07 à 13:56

Oui elle est correcte mais pas très rigoureuse je trouve

Posté par
borneo
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 26-03-07 à 13:58

Si déjà elle va dans la bonne direction, je suis contente. Je me vois encore sécher là-dessus dans le stress de l'examen  

Posté par
infophile
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 26-03-07 à 14:04

Rapidement moi j'aurais fait comme ça :

On a f qui est continue, strictement croissante sur [0;1] avec f(0)=0 et f(1)=1/e donc f réalise une bijection de [0;1] sur [0;1/e]

De même sur l'intervalle [1;+oo[,f est continue strictement décroissante à valeur dans [1/e;0].

Donc pour tout réel c dans [0;1/e] il existe un unique antécédent par f dans [0;1] (respectivement dans [1;+oo[) donc f(a)=f(b) entraine que a est dans [0;1] et b dans [1;+oo[.

C'est pas super rigoureux non plus mais j'ai pas trop le temps là , enfin c'est l'idée quoi

Posté par
borneo
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 26-03-07 à 15:12

Merci pour ces réponses.

Posté par
infophile
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 26-03-07 à 15:16

Pour ma part je t'en prie ()

Posté par
borneo
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 26-03-07 à 15:28

Citation :
Pour ma part je t'en prie


La formule des vrais "pros"  

Je viens de revoir l'intégration par parties dans un mémobac. Rien de compliqué, finalement.

Posté par
borneo
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 27-03-07 à 00:58

Je posterai l'autre exo quand j'aurai revu les complexes. Pour celui-là, j'avais marqué 3/4 dans la marge

Posté par
infophile
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 27-03-07 à 01:01

Ok

Merci ! Ca me permet de voir le programme d'avant

Posté par
borneo
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 27-03-07 à 01:24

Je pense que le programme n'a pas beaucoup changé... il semble que les jeunes d'aujourd'hui n'ont pas de mal à faire les sujets d'autrefois

Je te mets les liens

Posté par
infophile
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 27-03-07 à 01:29

Citation :
Je pense que le programme n'a pas beaucoup changé... il semble que les jeunes d'aujourd'hui n'ont pas de mal à faire les sujets d'autrefois


J-P si tu nous lis

J'essayerais ça dans la semaine, merci borneo !

Posté par norton (invité)sujet maths bac C 1970 02-10-07 à 19:21

Bonjour

Je recherche le sujet de maths du bac C année 1970
J'ai vu que Bornéo le possédait mais je n'arrive pas à le joindre

Merci de votre aide

Posté par norton (invité)bac C 1970 02-10-07 à 19:26

Bonjour

Je recherche le sujet du bac C (en maths) de 1970 , je crois que "Bornéo "le possède mais je n'arrive pas à le joindre

Merci de votre aide

Posté par
infophile
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 02-10-07 à 19:30

Bonjour norton

C'est "la" pour borneo

Posté par
borneo
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 02-10-07 à 22:32

Non mais dites donc... en 1970, j'étais encore au collège  

mon sujet, c'est dans les années 70, mais je ne vous dis pas laquelle...

Demandez à Littleguy, il fait collection de sujets...  

Posté par
borneo
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 02-10-07 à 22:33

Norton, tu as cliqué sur mes liens ? (les petites maisons)

Avec la loupe, on lit très bien les sujets. J'ai aussi la physique-chimie  

Posté par
borneo
re : Fonction exponentielle bac C (années 70) pour correction ; 24-06-10 à 00:21

Up, c'est de saison  



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