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Fonction logarithme Primitive

Posté par
Togen
05-03-21 à 21:56

Bonsoir, j'ai besoin d'aide avec cet exercice s'il vous plaît, il se découpe en 3 parties mais je préfère les poster une par une...

f est définie sur ]0;+infini[ par f(x)= ln(x)/x

Partie 1

1)Déterminer les limites en 0 et +infini

2)Que peut-on en déduire graphiquement ?

3)Étudier les variations de f sur ]0;+infini[

4)m est un nombre réel. Préciser, suivant les valeurs de m, le nombre de solutions de l'équation f(x)=m

Voici ce que j'ai fait :

1)lim f(x)=-infini
  x->0+
lim f(x)=0
x->+infini

2)On en déduit que f est croissante et tend vers 0 ?

3)Faut-il faire un domaine de validité pour 1-ln(x) ?

Merci d'avance

Posté par
Priam
re : Fonction logarithme Primitive 05-03-21 à 22:35

Bonsoir,
1) C'est juste.
2) On peut en déduire la présence d'asymptotes, à préciser.
3) Etudie le signe de la dérivée f '(x).

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 05-03-21 à 22:41

Comment on étudie 1-ln(x) ?
1-ln(x)>0
-ln(x)>-1
ln(x)<1
x<e^1
Je ne trouve pas ça a la calculatrice

Posté par
Priam
re : Fonction logarithme Primitive 05-03-21 à 22:49

Le signe de la dérivée est celui de  1 - ln(x).
Quand cette expression est-elle positive ? nulle ? négative ?

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 05-03-21 à 22:52

Elle est positive lorsque x<e^1
Négative lorsque x>e^1
Nulle lorsque x=e^1

Mais graphiquement, à la calculatrice, je trouve que ln(x)/x est croissante jusque 5, quelque chose

Posté par
Glapion Moderateur
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 10:43

Citation :
Mais graphiquement, à la calculatrice, je trouve que ln(x)/x est croissante jusque 5, quelque chose


curieux ! tu devrais trouver un graphe conforme à ce que tu as trouvé pour le signe de la dérivée.
Fonction logarithme Primitive

Peut-être un problème d'échelle qui t'empêche de voir que la courbe redescend après x=e

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 14:51

D'accord merci ! Que faut-il faire pour la 4 ?

Posté par
Priam
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 15:23

4) Développer l'équation  f(x) = m  et discuter du nombre de ses solutions selon la valeur de  m .

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 15:31

ln(x)/x = m

Comment suis-je censé développer ?

Posté par
Priam
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 15:41

Il s'agit simplement de remplacer  f(x)  par  (ln x)/x .
Tu pourrais effectuer la discussion de façon graphique, en traçant la courbe représentative de f(x) et la droite variable d'équation  y = m et en observant le nombre de points d'intersection suivant la valeur donnée à  m .

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 15:56

mais sur ma calculatrice je ne peux pas noter y=m ? Je dois mettre y=x ?

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 16:26

Ah non ça ne fonction pas, la droite d'équation y=x ne passe pas par la courbe

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 17:13

S'il vous plaît ?

Posté par
Priam
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 18:35

Tu pourrais le faire simplement avec un papier et un crayon.
Tu traces, dans un repère orthonormal, la courbe représentative de f(x) (glapion t'a montré son allure à 10h43) et une droite horizontale d'ordonnée  m .
En donnant diverses valeurs à  m , tu vois que la droite correspondante coupe la courbe en 0, 1 ou 2 points.
Finalement, il s'agit de déterminer les intervalles où  m  doit se trouver pour qu'il y ait 0, 1 ou 2 points d'intersection.



Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 18:43

Est-ce que l'on peut déterminer ça à l'aide du tableau de variation de la question précédente ? Car tracer la courbe c'est dans la partie suivante

Posté par
Priam
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 18:55

Oui, mais aides-toi du tracé de la courbe et de la droite horizontale variable.

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 19:00

Mais vous dites que l'on doit chercher m tel que le nombre d'intersection avec Cf soit 0, 1 et 2 mais il y a plusieurs valeur de m tel que le nombre d'intersection est de 1 par exemple ?

Posté par
Priam
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 19:20

Oui, il y a plusieurs valeurs de  m  conduisant à un seul point d'intersection. Ces valeurs sont comprises dans un intervalle et c'est cet intervalle qu'il s'agit de préciser.
En procédant par examen graphique, tu verras immédiatement comment se situent les divers intervalles. Puis, tu pourras donner ta réponse sur la base du tableau de variation.

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 19:23

Je suppose qu'il n'y a pas d'intersection lorsque m>f(e^1) ?

Posté par
Priam
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 19:27

Oui, f(e) étant l'ordonnée du maximum de la fonction.

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 19:30

Comment trouver pour 1 et 2 intersections ?
Je pense que pour 1 c'est entre lim f(x)  mais je ne sais pas jusqu'à combien
                                                                      x->0+  

Posté par
Priam
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 19:34

Déplace une règle horizontale sur le graphe de la fonction et tu verras quelles sont les limites de l'intervalle pour 1 intersection.

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 19:40

Jusqu'en y=0 ?

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 20:00

S'il vous plaît ? Je ne pense pas que c'est ça

Posté par
Priam
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 20:41

y : de - oo à + oo (autant que possible !).

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 20:47

Mais donc il n'a jamais 2 point d'intersection ?

Posté par
Priam
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 20:52

Regarde la courbe de 10h43. Crois-tu qu'une droite horizontale ne pourrait jamais la couper en deux points ?

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 20:54

Ah si effectivement, mais je n'ai pas compris voter -infini a +infini

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 21:36

Posté par
Priam
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 22:45

C'était pour dire qu'il fallait, pour n'oublier aucun cas, que la droite horizontale balaie tout l'espace. Mais, en pratique, ce n'est heureusement pas nécessaire pour obtenir les intervalles correspondant à 0, 1 ou 2 points d'intersection.
Tu as déjà trouvé une limite d'intervalle (à 19h23). Ne trouves-tu pas les autres ?

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 06-03-21 à 23:15

Il y a une intersection pour f(1,4) environ mais ce n'est pas exacte

Posté par
Priam
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 09:12

Bonjour,
f(1,4) ??
Quand  m  est négatif, combien y a-t-il de points d'intersection ?

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 13:39

Vous m'avez dit que m est le nombre de point d'intersections donc ça ne peut pas être négatif ?

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 14:23

S'il vous plaît ?

Posté par
Priam
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 14:35

Non, m  n'est pas le nombre d'intersections de la courbe et de la droite.
Cette droite, d'équation  y = m , est horizontale et peut prendre différentes positions selon la valeur donnée à  m , laquelle peut varier de  - oo  à  + oo.
Que réponds-tu à ma question de 9h12 ?

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 14:39

Un seul ?

Posté par
Priam
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 14:47

Oui.
Et si  y  est positif ?

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 14:55

1 ou 2 ?

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 14:55

0 ou 2

Ah donc lorsque y>f(e) il y en a 0
Lorsque 0<y<f(e) il y en a 2
Lorsque y<0 il y en a 1 ?

Posté par
Priam
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 15:08

Voilà, c'est juste !

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 15:09

Comment je dois dire ça a l'aide du tableau de variations ?

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 15:36

S'il vous plaît ?

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 15:50

J'espère finir pour demain,
Il manque 2 autres parties à faire dans cette exercice...

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 16:30

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 16:46

Je n'ai plus beaucoup de temps donc je poste la seconde partie si ça ne vous dérange pas...
Partie 2

1)a)Tracer Cf dans un repère d'unité4cm

b)Tracer la droite delta d'équation y=2x

c) Déterminer graphiquement l'abscisse alpha du point A de Cf en lequel la tangente à Cf est parallèle à la droite delta. Construire cette tangente

2)montrer que alpha vérifie l'équation 1-ln(alpha)-2alpha2=0

3)Donc on a g définie sur ]0;+infini[ par g(x)=1-ln(x)-2x2

a)Déterminer les limites en 0 et +infini

b)Étudier les variations de g sur ]0;+infini[
c)Montrer alors qu'il existe un unique point À d'abscisse alpha de Cf en lequel la tangente à Cf est parallèle à la droite delta.

d)Donner une valeur approchée de alpha arrondie au dixième.

e)Vérifier que f(alpha)=1/alpha -2alpha. En déduire une valeur approchée de f(alpha) sans calculatrice    

J'ai essayé de m'avancer, j'ai fait le graphique au brouillon et je trouve pour la question 1)3) xalpha=0,5 mais si je remplace alpha par 0,5 à la question 2) je ne trouve pas 0 donc j'ai du faire une erreur en traçant :

Fonction logarithme Primitive

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 17:09

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 17:57

Finalement je trouve environ 0,75...

Je ne sais pas ce qu'il faut faire à la question 2)

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 18:18

(Désolé pour tout les up mais mon sujet arrive très vite en bas)

Posté par
mathafou Moderateur
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 20:19

Bonjour

le(s) point(s) où la tangente a un coefficient directeur = m ont pour abscisses les solutions de f'(x) = m
c'est général partout pour toutes les fonctions

tu as calculé l'expression de la dérivée f'(x) à l'occasion de la 1ère partie
ru veux un coefficient directeur = celui de la droite y = 2x, qui est 2
donc f'(x) = 2

Posté par
Togen
re : Fonction logarithme Primitive 07-03-21 à 20:25

Merci beaucoup pour votre réponse !

Je ne comprend pas pour quelle question il faut un coefficient directeur ?

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