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fonction logarithme népérien

Posté par
Dodorine
08-02-22 à 16:29

Bonjour,

J'ai un DM a rendre pendant les vacances. Pouvez-vous m'orienter sur les réponses?

Voici l'énoncé :

Sur le graphique ci-dessous, on a représenté dans un repère orthonormé :

- la courbe représentative Cf d'une fonction f définie et dérivable sur ]0; +infinie[
-la tangente TA à la courbe Cf au point A de coordonnées (1/e;e)
- la tangente TB à la courbe Cf au point B de coordonnées (1;2).
La droite TA est parallèle a l'axe des abscisses. La droite TB coupe l'axe des abscisses au point de coordonnées (3;0) et l'axe des ordonnées au point de coordonnées (0;3).

(Image)

On note f' la fonction dérivée de f

Partie 1)
1)Déterminée graphiquement les valeurs de f'(1/e) et de f'(1)

2)En déduire une équation de la droite TB

Partie 2)
On suppose maintenant que f est définie sur ]0;+infinie[ par :
f(x)=(2+ln(x))/x

1)Par le calcul, montrer que la courbe Cf passe par les points A et B et qu'elle coupe l'axe des abscisses en un point unique que l'on précisera.

2)Déterminer la limite de f(x) quand x tend vers 0 par valeurs supérieures, et la limite de f(x) quand x tend vers +infinie.

3. Montrer que, pour tout x appartenant à  ]0;+infinie[, f'(x) =(-1- In(x))/x^2

4)Dresser le tableau de variations de f sur ]0:++infinie[.
5)On note f" la fonction dérivée seconde de f On admet que, pour tout x appartenant à  ]0;+infinie[, f"x) =(1+2In(x))/x^3
Déterminer le plus grand intervalle sur lequel f est convexe.

Merci de votre réponse
Cordialement
Dorine

fonction logarithme népérien

Posté par
philgr22
re : fonction logarithme népérien 08-02-22 à 17:02

Bonjour ,
Qu'as tu fait?

Posté par
Dodorine
re : fonction logarithme népérien 09-02-22 à 10:23

Bonjour,

Pour la question 1 de la première partie je pensais utiliser les tangentes mais je sais pas comment faire. Pour la question 2 j'ai écrit : y=-x+3.
Et après pour la deuxième partie je pense qu'il faut utiliser le corollaire du théorème des valeurs intermédiaires.
Ensuite, pour la question n°2 de la seconde partie, il faut déterminer toutes les suites de chaque nombre puis calculer si c'est une forme indéterminé ou non
La question 3, il s'agit de montrer une égalité donc je partirais du fait que f est définie sur O;+ l'infini avec la forme d'avant la question numéro 1
La question 4 j'ai réussi
Et la question 5 je vois pas comment faire

Cordialement
Dorine

Posté par
hekla
re : fonction logarithme népérien 09-02-22 à 10:42

Bonjour

Oui, il faut bien utiliser les tangentes. Quels sont leur coefficient directeur ?

Pourquoi avoir écrit y=-x+3 D'où vient le -1 si ce n'est de la lecture du coefficient directeur.

Partie 2  un point appartient à une courbe si et seulement si ses coordonnées vérifient l'équation de la courbe.
résolution d'une équation.

Que trouvez-vous pour les limites ?

Comment montrez-vous qu'une fonction est convexe ?  

Posté par
philgr22
re : fonction logarithme népérien 09-02-22 à 16:33

La question 1 vient de la définition du nombre dérivé donc : revois ton cours...
Question 2 : comment as tu trouvé cette équation?
Pour la suite , pourquoi veux tu utiliser le TVI?
Hekla t'a rappelé ensuite le lien entre une courbe et son equation.
Qu'entends tu par suite de chaque nombre?
Pour les limites c'est encore du cours.
Pour la 5 , à quoi sert une dérivée seconde?
Voilà :donc reprend question par question , en reprenant auparavant ton cours.

Posté par
Dodorine
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 11:05

merci de vos réposes

Posté par
hekla
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 11:11

Bonjour

Vous avez terminé l'exercice, alors.

De rien

Posté par
Dodorine
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 13:21

Non, je bute je comprend encore pas

Posté par
hekla
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 13:47

Bien, on va reprendre

Partie 1 la tangente en A est parallèle à l'axe des abscisses donc coefficient directeur nul
On sait que l'interprétation du nombre dérivé est le coefficient de la tangente à la courbe en ce point
donc f'\left(\dfrac{1}{\text{e}}\right)=0

Citation :
La droite TB coupe l'axe des abscisses au point de coordonnées (3;0) et l'axe des ordonnées au point de coordonnées (0;3).


On est donc amené à écrire l'équation d'une droite connaissant 2 points

m=\dfrac{3-0}{0-3}=-1  On en déduit f'(1)=-1.  Elle coupe en (0; 3) donc   y=-x+3

équation de la tangente. C'est bien ce que vous aviez trouvé sans justifier

Partie 2

un point appartient à une courbe si et seulement si ses coordonnées vérifient l'équation de la courbe.   vous vérifiez avec les coordonnées de A et ensuite celles de B.  

résolution de f(x)=0

Où en êtes-vous maintenant ?

Posté par
Dodorine
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 14:13

Pour vérifier les coordonnées je remplace 1/e dans l'équation de la droite et je fais de même pour B

Posté par
hekla
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 14:18

Pas de la droite, mais de la courbe d'équation y=\dfrac{2+\ln x}{x}

Posté par
Dodorine
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 14:24

Je trouve pour les deux 2 donc le point unique est 2 sur lave des abscisses

Posté par
hekla
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 14:39

Calculons l'ordonnée du point de la courbe d'abscisse \dfrac{1}{\text{e}}

f\left(\dfrac{1}{\text{e}}\right)={\dfrac{2+\ln \dfrac{1}{\text{e}}}{\dfrac{1}{\text{e}}}=\dfrac{2-1}{\dfrac{1}{\text{e}}}=\text{e}

L'ordonnée étant celle de A, le point A appartient à la courbe.

on en fait autant avec B

Posté par
Dodorine
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 14:46

Pour B on obtient 2 donc b appartient aussi à la courbe
Et du coup comme à et b appartiennent à la courbe elle passe par les points à et b en coupant l'axe des abscisses en un point unique

Posté par
hekla
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 14:50

Déterminons l'abscisse du point en lequel la courbe coupe l'axe des abscisses  pour ce faire résolvons \dfrac{2+\ln x}{x}=0

Une fraction est nulle si et seulement si son numérateur est nul et son dénominateur non nul

Résolvons donc 2+\ln x =0

Posté par
Dodorine
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 14:56

S = -2 exponnetielle de x

Posté par
hekla
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 14:59

???

\ln x=-2 d'où  x=\text{e}^{-2}

Posté par
Dodorine
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 15:02

Oui donc les points se coupent en exponentielle de -2

Posté par
Dodorine
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 15:03

Ok merci

Posté par
hekla
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 15:06

Que voulez-vous dire ?
la courbe coupe l'axe des abscisses au point de coordonnées (\text{e}^{-2}~;~0)

Limites ?

Posté par
Dodorine
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 15:12

La limite de 2 quand x tend vers 0 par valeurs supérieures est égal à 2
La limite de ln de x quand x tend vers 0 par valeurs superieur est égale à je dirais 0
Limite de x quand x tend vers 0 par valeur superieur est égale à plus l'infini donc la limite de f de x quand x tend vers 0 par valeurs supérieures est plus l'infini

La limite de f de x quand x tend vers plus l'infini est plus l'infini

Posté par
hekla
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 15:24

Vous auriez pu vous aider du graphique

on voit une courbe qui monte le long de l'axe des ordonnées et qui s'allonge sur l'axe des abscisses. On est loin des +\infty

pour la limite en 0+  le numérateur tend vers -\infty et le dénominateur tend vers 0+ donc le quotient tend vers -\infty c'est du cours

en +\infty, on a f(x)=\dfrac{2}{x}+\dfrac{\ln x}{x}  le premier tend vers 0 et le second vers 0  cours croissance comparée donc limite 0

Posté par
Dodorine
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 15:44

On a pas vu la croissance comparée encore

Posté par
hekla
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 15:49

\dfrac{+\infty}{+\infty} est une forme « indéterminée »  il faut bien savoir que la fonction \ln croît moins vite que la fonction identité

Posté par
Dodorine
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 15:51

Ah d'accord

Posté par
philgr22
re : fonction logarithme népérien 12-02-22 à 18:21

Rebonjour dodorine,
Je me permet d'intervenir car en TS ,on attend un minimum d'initiatives des élèves et il faut connaitre son cours !Tu ne dois pas tout attendre de la personne qui t'aide.
Bon courage.

Posté par
hekla
re : fonction logarithme népérien 13-02-22 à 11:59

Bonjour

Pour effectuer la question  3, il s'agit de déterminer la dérivée de f

Pour que vous puissiez continuer sans avoir réussi le calcul de la dérivée, on vous donne la solution. Ce n'est pas une égalité à vérifier.

Quel problème y a-t-il ?

Question 5 résoudre f''(x) >0

Posté par
Dodorine
re : fonction logarithme népérien 15-02-22 à 09:16

merci

Posté par
hekla
re : fonction logarithme népérien 15-02-22 à 11:49

De rien



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