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Fonctions exponentielles niveau 1ere

Posté par
NoeP
07-09-23 à 17:22

Bonjour, j'ai besoin d'aide  pour un exercice de mon devoir maison de mathématiques je n'y arrive pas (voir piece jointe).
Merci si quelqu'un veut bien m'aider

On définit sur R les fonctions ch( x ) = (ex+e-x)/2 et sh(x) = (ex-e-x)/2

1) Etudier les variations de ces deux fonctions.

Fonctions exponentielles niveau 1ere

** malou edit > énoncé collé après coup **

Posté par
Leile
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 17:24

bonjour,

tu es nouveau sur le site : bienvenue !

tu dois taper ton énoncé ( le début au moins), et dire ce que tu as essayé de faire.
Je t'aiderai volontiers ensuite.

Posté par
NoeP
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 17:39

Merci.
D'accord :
On définit sur R les fonctions ch( x ) = (ex+e-x)/2 et sh(x) = (ex-e-x)/2

1) Etudier les variations de ces deux fonctions.

Je n'ai pas réussi, je ne comprends pas comment on peut obtenir la variation d'une fonction exponentielle.

Posté par
Leile
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 17:43

d'habitude, pour étudier les variations d'une fonction, on étudie le signe de sa dérivée.
as tu essayé ?

Posté par
NoeP
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 17:53

Je sais que (ex)' = ex, donc :
(e-x)' = e-x).
On a donc :
[(ex+e-x)*2 - (ex+e-x)*0 ] / 2²
C'est bien ça ?

Posté par
Leile
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 17:59

presque !

(ex)'  =  ex   on est d'accord
mais
(e-x)' = - e-x

ensuite ta formule   (u'v-uv') / v² est mal choisie ici (ou mal appliquée)..
ch(x) =  1/2 ( ex + e-x)
tu as une somme de deux fonctions dérivables..

tu reprends ?

Posté par
NoeP
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 18:02

Une somme ? Je ne comprends pas

Posté par
Leile
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 18:06

( ex + e-x)
c'est bien une somme de deux fonctions, n'est ce pas ?

quand tu dérives     x² + 2x   par exemple, c'est une somme de deux fonctions dérivables.
la dérivée  est alors la somme des dérivées.

Posté par
NoeP
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 18:10

Ah oui pardon je n'avais pas compris. Leur dérivé est donc :
ex + (-e-x)
C'est bien ça ?

Posté par
Leile
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 18:13

oui, il ne faut pas oublier le /2 ....  

(ch(x))'  =   1/2 ( ex  -  e-x)

pour étudier son signe tu regardes si elle s'annule. Vas y !

Posté par
Leile
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 18:14

NB : tu es en 1ère cette année ?

Posté par
NoeP
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 18:16

Non elles ne s'annulent pas, donc cela signifie que c'est positif ou négatif ?

Posté par
NoeP
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 18:17

Oui, je l'étais déjà l'année dernière mais j'ai redoublé et je n'avais pas très bien compris ce chapitre

Posté par
Leile
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 18:25

e^x    -    e^(-x)  =  0  
factorise :
e^(-x)   (  e2x   -  1)  = 0

e^(-x) n'est jamais nul
mais  est ce que    (  e2x   -  1)  = 0    a une solution ?

Posté par
NoeP
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 18:27

e2x - 1 = 0
e2x = 1
e2x = e0
2x = 0
x = 0

Posté par
Leile
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 18:29

oui, donc la dérivée de ch(x)  s'annule en x=0
tu peux continuer ?

Posté par
NoeP
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 18:32

Mais comment connaitre le signe avant le 0 et après ?

Posté par
Leile
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 18:39

ton cours sur la fonction exponentielle t'aiderait grandement !
si x <0 ,
2x   <  0
e2x < e0  (car la fonction exponentielle est strictement croissante)
e2x < 1  
donc cette dérivée est d'abord négative, puis positive.
rédige le tableau de variation !

Posté par
NoeP
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 18:41

J'ai remplacé x dans la dérivée par tout d'abord une valeur négative, puis par une valeur positive. Avec la valeur négative j'ai trouvé un résultat négatif et avec la valeur positive j'ai trouvé un résultat positif. Cela signifie que avant le 0 la courbe est décroissante, et après le 0 elle est croissante.
J'ai bon ?

Posté par
NoeP
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 18:42

Merci beaucoup ! Je pense avoir compris

Posté par
Leile
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 18:44

je dois m'absenter.
Je te laisse faire la même chose pour sh(x) :
exprimer la dérivée, trouver son signe (fais attention, ce n'est pas forcément tout pareil que ch(x) ! ) , en déduire les variations de sh(x).
Je reviens dans une heure pour les questions suivantes : tu seras plus à l'aise si tu manipules les puissances facilement.
A tout à l'heure.

Posté par
Leile
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 20:01

où en es tu ?

Posté par
NoeP
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 20:48

Voilà ce que j'ai fais pour le moment :
sh(x)' = (ex + e-x)/2
ex + e-x = 0
e-x(e2x +1) = 0
e2x = -1

Mais d'après ce que je crois comprendre, sh ne s'annule en aucune valeur.
Donc cela voudrait dire que sh est strictement croissant
C'est correct ?

Posté par
Leile
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 21:03

en effet, pour sh(x) :
sa dérivée s'écrit
sh(x)' = (ex + e-x)/2
elle s'annule quand  ex + e-x = 0
tu sais que la fonction exponentielle est toujours positive ;
la somme de deux trucs positifs est toujours positive, jamais nulle, donc la dérivée ne s'annule jamais, et elle est toujours positive.
ainsi sh(x) est strictement croissante.

Mais d'après ce que je crois comprendre, sh ne s'annule en aucune valeur.   c'est   la dérivée qui ne s'annule pas, pas sh
Donc cela voudrait dire que sh est strictement croissant : oui.

tu as donc répondu à la question 1.

pour la question 2 :
montrer que ch(x) ²   -  sh(x) ²   =  1
tu as commencé ?

Posté par
NoeP
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 21:26

Voilà ce que j'ai fais :
[(ex + e-x)/2]² - [(ex - e-x)/2]²
[(e2x + 1)/2ex]² - [(e2x - 1)/2ex
[(e4x+2e2x+1)/4e2x] - [(e4x-2e2x+1)/4e2x]
(e4x-e4x+2e2x+2e2x+1-1)/4e2x = 4e2x/4e2x =1

Posté par
Leile
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 21:49

je ne comprends pas pourquoi tu compliques en mettant 2ex au dénominateur... Ca n'est pas très clair pour moi, même si tu arrives au bon résultat.  

[(ex + e-x)/2]² - [(ex - e-x)/2]²
= [(ex + e-x)²/4] - [(ex - e-x)²/4]
=1/4 ( e2x + e-2x + 2exe-x - e2x-e-2x + 2exe-x)
=1/4 ( 2 e0 + 2e0)
= 1/4 ( 4)  =  1

pour la question suivante : vas y pas à pas, en gardant des écritures les plus simples possibles.

ch(x) * ch(y) =  ?
sh(x) * sh(y) = ?
fais la somme des deux, et vois si tu retrouves ch(x+y).

Posté par
NoeP
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 22:22

J'ai réussi, je ne vais pas tout taper parce que ce serait trop long et inutile, mais j'ai réussi à obtenir ch(x+y).
Je vais essayer l'égalité suivante

Posté par
Leile
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 22:28

ok. Parfait !
Dis moi si tu as d'autres questions.

Posté par
NoeP
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 22:37

C'est bon, j'ai réussi. Merci beaucoup pour toute l'aide que vous m'avez apportée  

Posté par
Leile
re : Fonctions exponentielles niveau 1ere 07-09-23 à 23:22

je t'en prie. Bonne nuit.



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