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Fonctions exponentielles

Posté par
Milou7306
07-10-18 à 10:52

Bonjour! Je suis en Terminale S et j'ai un DM de maths à rendre pour mardi sur les fonctions exponentielles, sujet que j'ai plutôt bien compris, sauf qu'ici, l'énoncé parle aussi de tangentes... Le voici :

Soit f la fonction définie par f(x)= x+2-(4e^x)/(e^x +3) sur R et C la courbe représentant f dans un repère orthogonal. Existe-t-il des tangentes à la courbe C parallèles à la droite d d'équation y=(1/4)x?

Jusqu'ici, voici ce que j'ai fait:
On cherche des tangentes parallèles à y, soit ayant le même coefficient directeur que y, qui est de 1/4. De plus, je sais que la formule d'une tangente est: f(a) + f'(a)(x-a).
Donc on pourrait calculer f'(a) puis faire formule tangente=y et voir quelles valeurs de x on obtient, mais ça me paraît trop simple, et puis la fonction f n'aurait pas un grand rôle finalement, donc je pense que je me suis trompée... Pouvez-vous m'aider svp?
Merci!

Posté par
malou Webmaster
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 10:57

y=f(a) + f'(a)(x-a)

si, si, calcule ta dérivée et dis qu'elle doit valoir 1/4
c'est le bon raisonnement

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 10:58

Bonjour,

que sais-tu du coefficient directeur de 2 droites parallèles?

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 10:58

bonjour malou, comme d'habitude plus rapide que moi

Posté par
malou Webmaster
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 11:01

pas toujours ! voir autre sujet !!
edit > mais même chose qu'ailleurs, n'hésite pas à prendre la main...quand je suis là, je passe un peu tous les sujets en revue pour modération, je donne un coup de pouce éventuellement et suis bien contente quand quelqu'un prend le relais !

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 11:12

ok

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 11:40

Hahaha merci à tous deux pour votre aide!
Donc, j'ai trouvé:
f(a)=a+2 -(4e^a)/(e^a +3) selon l'énoncé et
f'(x)= 1+ (4e^x)/(e^2x)
        = 1+ 4e^x * e^-2x
        = 1+ 4e^-x
Donc f'(a)= 1+4e^-a

D'après la formule de la tangente, on a:
a+2-(4e^a)/(e^a +3) + (1+4e^-a)(x-a)

Mais maintenant comment puis-je faire étant donné qu'on ne connaît ni a ni x? Il me faut au moins une des deux inconnues pour faire y=tangente non?

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 11:43

f'(x) est faux, montre un peu le détail de ton calcul

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 12:05

f(x)=x+2-(4e^x)/(e^x +3)
Donc:
x+2 -> 1
Pour -4e^x, on a une forme de type (uv)' soit u'v+uv'.
Ici, u=-4 ; u'=0 ; v=e^x ; v'=e^x
u'v+uv'= -4e^x + 0e^x =-4e^x

Pour (-4e^x)/(e^x +3) on a une forme de type (u/v)' soit
(u'v-uv')/v^2
Ici, u= -4e^x ; u'=-4e^x ; v= e^x +3 ; v'= e^x
(u'v-uv')/v^2=(-4e^x(e^x +3)+4e^x*e^x)/(e^x +3)^2
= (-4e^2x -7e^x +4e^2x)/(e^x +3)^2
=( -7e^x)/(e^x +3)^2
Je m'étais bien trompée tu avais raison!
Du coup j'ai f'(x)= 1-(7e^x)/(e^x +3)^2

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 12:07

Mais pour faire f(a) + f'(a)(x-a)=y il nous faut connaître à non? Sinon c'est trop difficile de résoudre l'équation!

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 12:25

f'(x) est toujours faux

le morceau suivant est à enlever

Citation :
Pour -4e^x, on a une forme de type (uv)' soit u'v+uv'.
Ici, u=-4 ; u'=0 ; v=e^x ; v'=e^x
u'v+uv'= -4e^x + 0e^x =-4e^x

tu dois dériver la fraction en 1 fois

reprenons

f'(x)=1-\dfrac{(e^x+3)4e^x-4e^x(e^x)}{(e^x+3)^2}

....

ensuite, il suffira de résoudre f'(a)=\dfrac{1}{4}

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 13:34

Je ne comprends pas pourquoi il faudrait enlever cette partie... parce que sinon on ne comprend pas le raisonnement il me semble...

Et comment peut-on résoudre l'équation? Car elle est à 2 inconnues du coup (a et x), ne faudrait-il pas remplacer a par une valeur?

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 13:48

\dfrac{u}{v}=\dfrac{4e^x}{e^x+3}

u'=4e^x,~v'=e^x

d'où \dfrac{u'v-uv'}{v^2}=...

pour résoudre l'équation, tu dois remplacer x par a dans f'(a) et résoudre f'(a)=\dfrac{1}{4}

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 13:56

Aah d'accord merci!
Mais pour l'équation de la tangente, si on remplace x par a, alors on obtient:
f(x)+f'(x)(x-x)?
Ça me paraît illogique... Je ne comprends pas trop ce que tu veux dire😅

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 13:59

je n'ai pas dit de remplacer x par a  dans l'équation de la tangente mais dans f'(x)

et quand tu auras la(ou les) valeur(s) de a tu remplaceras dans l'équation de la tangente

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 14:06

Je suis vraiment désolée, mais je suis perdue... si on remplace x par a dans f'(x) uniquement, on aura toujours deux inconnues car on aura f(x)+f'(a)(x-a) ?

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 14:10

tu remplaces x par a dans f'(x) et pas dans l'équation de la tangente(déjà dit)

et tu résous f'(a)=\dfrac{1}{4}

qu'as tu trouvé comme expression pour f'(x)?

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 14:12

dans l'expression de f'(a) tu n'as plus que "des a"

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 14:18

Compris! Pour f'(a) j'ai trouvé:
1-(7e^a)/(e^a +3)^2
Mais ça revient à ce que j'avais déjà trouvé au début, or tu m'avais dit que c'était faux...

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 14:20

c'est faux, développe l'expression de mon post de 12:25

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 14:24

Est-ce que je dois aussi développer le dénominateur? Le résultat que j'ai trouvé précédemment, c'est si on distribue le "moins" au numérateur, parce que normalement ce n'est pas 4e^x mais -4e^x

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 14:26

oui développe le pour calculer le numérateur, par contre au dénominateur, tu peux le laisser tel quel

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 14:28

Ah, alors je trouve le résultat que je t'ai dit à 14h18...

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 14:39

non c'est faux!!

f'(x)=1-\dfrac{(e^x+3)4e^x-4e^x(e^x)}{(e^x+3)^2}

f'(x)=\dfrac{e^{2x}+6e^x+9-4e^{2x}-12e^x+4e^{2x}}{(e^x+3)^2}

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 15:10

C'est vrai! J'avais oublié le 1😅 Ça fait 5 fois que je refais le même calcul mais à chaque fois j'oublie d'inclure le 1 donc forcément ça ne va pas marcher😂
Ok donc du coup on peut maintenant faire f(x)+f'(x)(x-a)= 1/4
Juste une question: on ne cherchait pas à ce que le coefficient directeur de la tangente soit égal à 1/4? Parce-qu'en faisant ce calcul, ne va-t-on pas obtenir plutôt la tangente égale à 1/4 au lieu de son seul coeff directeur?

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 16:54

Citation :
Ok donc du coup on peut maintenant faire f(x)+f'(x)(x-a)= 1/4


ben non (3 fois que je le dit) c'est f'(a) qui vaut 1/4

donc je me répète tu dois résoudre f'(a)=1/4 ce qui te donneras 2 valeurs de a que tu pourras introduire dans l'équation de la tangente

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 18:04

D'accord c'est bon je viens de comprendre, pas la peine de s'impatienter.
Donc si j'ai bien compris, f'(a) est le coefficient directeur de la tangente?
Et f'(a)= (e^2a -6e^a +9)/(e^a +3)^2

Donc on a:
f'(a)=1/4 (je ne vais pas réécrire toute l'expression)
soit:
4(e^2a -24e^a +9)=(e^a +3)^2
4e^2a -24e^a +9=e^2a+ 6e^a +9
3e^2a=30e^a
e^2a=10e^a
2a=10a
a=5a
1=5

Donc je pense qu'il y a un problème, sûrement quand j'ai enlevé les e... Notre prof nous a dit que s'il n'y avait qu'un e de chaque côté de la parenthèse, on pouvait les "enlever" mais je ne sais pas si je l'ai bien fait...🤔

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 18:11



erreur de calcul dans le 1er membre de

Citation :
4(e^2a -24e^a +9)=(e^a +3)^2


ensuite, quand on a des exponentielles on ne supprime pas le e comme çà brutalement!!

si , par exemple e^x=5,  ln(e^x)=ln(5) d'où x=...

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 18:46

Ah oui tu as raison!
Donc 4e^2a -24e^a +36=e^2a +6e^a +9
3e^2a -30e^a +27=0
(3e^a)^2 -30e^a +27=0

On pose x=e^x
L'équation devient:
3a^2 -30a +27=0
a^2 -10a +9=0

=b^2-4ac
=100-4*1*9
=100-36
=640

x1= (-b-)/2a
=(10-8)/2=1
x2= (-b+)/2a
=(10+8)/2=9
S={1;9}

Que dois-je faire ensuite?

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 18:52

tu remplaces a par sa valeur dans f(x)=f'(a)(x-a)+f(a), et ce  pour chaque valeur de a

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 19:00

attention quand même en partant des racines tu dois tirer a

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 19:32

Pirho @ 07-10-2018 à 19:00

attention quand même en partant des racines tu dois tirer a


C'est à dire?

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 07-10-18 à 19:38

tes 2 racines donnent

e^a=1 ==> a=...

e^a=9 ==> a=...

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 08-10-18 à 15:57

e^a=1 donc a=0 car e^0=1
e^a=9 donc a=?
Je ne sais pour e^a=9...
Mais je pensais que le problème était fini quand on avait trouvé S={1;9}🤔

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 08-10-18 à 16:44

e^a=9

prends le ln des 2 membres

Citation :
Mais je pensais que le problème était fini quand on avait trouvé S={1;9}🤔

ben non c'est a que tu cherches

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 08-10-18 à 17:27

Excuse-moi mais que signifie "le ln des deux membres"?
Et en fait, ça ne te dérange pas de m'aider? Parce-que je suppose que tu as des cours toi aussi, non?

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 08-10-18 à 18:17

C'est bon je viens de tomber par hasard sur la touche ln sur ma calculatrice! Mais le problème c'est que l'on ne l'a pas encore appris, donc la prof saura que je n'ai pas pu la trouver seule...

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 08-10-18 à 18:46

tu n'as jamais entendu parler de logarithme?

"ln de" signifie le logarithme Népérien de

e^a=9 \Longleftrightarrow ln(e^a)=ln(9)\Longleftrightarrow a\times ln(e)=ln(9)\Longleftrightarrow a=ln(9)

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 08-10-18 à 18:57

Non malheureusement on ne l'a pas encore fait, j'ai vérifié😕 Y a-t-il un autre moyen de trouver a?

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 08-10-18 à 18:58

Ah, apparemment la prof a dit qu'on pouvait le laisser sous forme ln(9), donc super alors!

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 08-10-18 à 19:02

quand je relis

Citation :


Existe-t-il des tangentes à la courbe C parallèles à la droite d d'équation y=(1/4)x?

tu peux peut-être te limiter au calcul de a

Posté par
littleguy
re : Fonctions exponentielles 08-10-18 à 19:03

Bonjour,

Citation :
Ah, apparemment la prof a dit qu'on pouvait le laisser sous forme ln(9)
Comment pouvez-vous le "laisser" sous cette forme alors que vous ne pouvez pas l'avoir trouvée (puisque tu dis que vous n'avez pas vu la notion de logarithme népérien) ?

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 08-10-18 à 19:06

bonsoir litteguy

remarque judicieuse que j'aurais dû me poser

Posté par
littleguy
re : Fonctions exponentielles 08-10-18 à 19:07

Pardon Pirho, j'ai vaguement suivi cette conversation et la "conclusion" de Milou7306 m'a étonné.

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 08-10-18 à 19:08

littleguy : sorry!!

Posté par
littleguy
re : Fonctions exponentielles 08-10-18 à 19:09

Pas de souci Pirho

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 08-10-18 à 20:08

Je veux dire que si ln(9) est correct, alors peut-être puis-je le calculer comme tu me l'as proposé à 16h44 Pirho? À moins qu'il existe un autre moyen?

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 08-10-18 à 20:11

ben non il n'y a pas d'autre moyen

Posté par
Milou7306
re : Fonctions exponentielles 08-10-18 à 20:17

Bon alors je ne pense pas que la prof s'attende à autre chose, à mon avis je ne serai pas la seule à marquer ça
Merci beaucoup à tous en tout cas pour m'avoir aidé, et surtout à toi Pirho!!

Posté par
Pirho
re : Fonctions exponentielles 08-10-18 à 20:29

de rien



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