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g(x)= x²-1+ 2 ln (x)

Posté par
timoth69
27-12-09 à 12:28

Bonjour,


j'ai besoin de votre aide,
dans un exercice, on me demande de déterminer les limites de cette fonction aux bornes de son intervalle de définition,  je trouve en O+ : lim g(x) = O+
                          et    en +oo : lim g(x) = +oo
je voudrais savoir si mes résultats sont justes ?

ensuite, il me fallait étudier le sens de variation de g, pour cela, j'ai calculé sa dérivée, je trouve g'(x) = (2x²+2)/x
je trouve ainsi que g(x) est strictement croissante.
je ne sais pas i mon raisonnement est correct.


Mais la question que je ne parviens pas à faire est la suivante :
" montrer que l'équation g(x)=0 admet le nombre réel 1 comme unique solution sur ]0;+oo["

j'ai tenté de poser  x²-1+ 2 ln (x)=0, mais je ne parviens pas à trouver le résultat.

Posté par
raymond Correcteur
re : g(x)= x²-1+ 2 ln (x) 27-12-09 à 12:41

Bonjour.

Le domaine de définition de g est ]0 ; +[

Effectivement, g est strictement croissante

la limite en 0 est -

la limite en + est +

La fonction est donc continue, strictement croissante et prend ses valeurs sur ]-;+[

Par le théorème des valeurs intermédiaires, elle prendra une fois et une seule la valeur 0.

Comme g(1) = 0, g pendra la valeur 0 pour x = 1.

Conclusion : l'équation g(x) = 0 possède une unique solution : x = 1.

Posté par
timoth69
re : g(x)= x²-1+ 2 ln (x) 27-12-09 à 13:41

merci, je n'avais pas pensé a utiliser le théorême des valeurs intérmédiaires, par contre, je ne comprend pas pourquoi la limite de g(x) en 0 est -oo ?

Posté par
raymond Correcteur
re : g(x)= x²-1+ 2 ln (x) 27-12-09 à 14:00

Parce que, en 0 :

x² tend vers 0, -1 tend vers -1 et ln(x) tend vers -

Posté par
timoth69
re : g(x)= x²-1+ 2 ln (x) 27-12-09 à 14:46

Merci beaucoup, je bloque également sur une autre question: soit f(x) = ln(x) - ln(x)/x² définie sur ]0 ; +oo[
il me faut montrer que, pour tout x appartenant à ]0 ; +oo[ f'(x) et g(x) sont de même signe.

j'ai calculé f'(x) = 1/x - ln(x)/x²
                        = 1/x - u'v-v'u/v²  avec u= ln(x)     v= x²
                                                               u'= 1/x      v'= 2x
                        = 1/x- ((x²/x)-(2x ln(x))/(x²)²
                        = 1/x- ((x-2x lnx)/x^4)

je ne sais pas si je suis bien parti faut il continuer à simplifier ?

je dois également déterminer les limites de la fonction f aux bornes de son ensemble de définition en écrivant f(x) sous la forme (ln(x)(u(x).

Posté par
timoth69
problème logarithmique 27-12-09 à 17:19

Bonjour,
je fais appelle à vos lumières car je ne parviens pas a terminer un exercice concernant la fonction logarithme népérien,
g(x) = x²-1+2ln(x) il me fallait faire une étude complète de cette fonction, ce que j'ai fait, mais dans une autre question on me demande de montrer que, pour tout x appartenant à )0;+oo( la dérivée de f(x) = ln(x)- ((ln(x)/x²), mais le problème c'est que je ne parvient pas à dériver f(x), pouvez-vous m'aider ?

un guide de résolution précise qu'il faut vérifier que f'(x) = g(x)/x^3

*** message déplacé ***

Edit Marcel : 1 EXERCICE = 1 TOPIC. Merci de poursuivre ton exercice dans son topic.

Posté par
raymond Correcteur
re : g(x)= x²-1+ 2 ln (x) 27-12-09 à 18:33

En mettant 1/x3 en facteur tu arrives à :

f '(x) = 2$\textrm\fra{g(x)}{x^3}

Posté par
timoth69
re : g(x)= x²-1+ 2 ln (x) 27-12-09 à 18:59

je ne parviens pas à mettre 1/x^3 en facteur, comment faite vous ?

Posté par
raymond Correcteur
re : g(x)= x²-1+ 2 ln (x) 27-12-09 à 20:05

C'est pourtant un calcul élémentaire :

3$\textrm f^'(x) = \fra{1}{x} - \fra{x-2xln(x)}{x^4} = \fra{1}{x}-\fra{1}{x^3}+\fra{2ln(x)}{x^3}\\
 \\ 
 \\ = \fra{1}{x^3}[x^2-1+2ln(x)]

Posté par
timoth69
re : g(x)= x²-1+ 2 ln (x) 27-12-09 à 21:11

merci beaucoup. bonne soirée

Posté par
timoth69
re : g(x)= x²-1+ 2 ln (x) 28-12-09 à 05:10

une dernière question et je ne vous embête plus, comment peut-on calculer les limites de f(x) aux bornes de son intervalle, lorsque je le fait, je tombe sur des formes indéterminées que je ne parvient pas à transformer.

Posté par
asnine
re : g(x)= x²-1+ 2 ln (x) 28-12-09 à 15:34

bonjour

en zero c' est simple il n'y a pas de F I

  
en +infini pense a mettre en facteur commun(...)

Posté par
timoth69
re : g(x)= x²-1+ 2 ln (x) 29-12-09 à 15:50

lim ln(x)= -oo
  x -> 0
lim x = 0
  x -> 0

par quotient limite de ln(x)/x = 0
                                    x ->0
et donc par soustraction limite ln(x)- ln(x)/x = -oo
                                                 x->0

est-ce juste ?

et je ne parviens pas à mettre en facteur commun la fonction ln(x)- ln(x)/x ...

Posté par
Yope
re: g(x)= x² -1 + 2ln (x) 05-04-10 à 11:53

Bonjour,
j'ai le même problème pour résoudre x²-1 +2ln(x)=0( au passage il me semble que le théoreme qui permet de conclure sur l'unicité de la solution est le théorème de la bijection et non pas le théorème des valeurs intermétidiaire qui permet de conclure sur l'existence de la solution, mais je peux me tromper ), le problème donc est que je ne comprend pas avec cette méthode du théorème de la bijection, la manière de déterminer g(1) = 0, ici la solution est évidente, on trouve immédiatement que 1 est une solution, cependant comment doit-on procéder dans le cas général quand on est dans ce cas la et que l'on a par exemple une fonction plus compliquée avec aucune solution évidente. doit-on chercher a taton?
Merci d'avance.

Posté par
raymond Correcteur
re : g(x)= x²-1+ 2 ln (x) 05-04-10 à 13:25

On procède par encadrement à la calculette



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