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Logarithme décimal

Posté par
Fricadella
15-03-16 à 17:43

Bonjour !
Voici mon exercice :

L'acidité d'une solution est mesurée par son pH défini par pH=-log[H3O+] où [H3O+] désigne le nombre de moles par litre de l'ion [H3O+] .

Partie A : La fonction logarithme décimal, notée log est la fonction définie sur ]0;+[ par ; log(x)=ln(x)/ln(10)
1) Calculer log(1), log(10), log(1000).
2) Démontrer que log(ab)=log(a) + log(b) et log(a/b)=log(a) - log(b).
3) Etudier la fonction logarithme décimal, dresser son tableau de variations puis sa représentation graphique.

Partie B :
1) Quel le pH d'une solution contenant 610-3mole par litre de [H3O+] ?
2) Le pH d'un jus de citron est 2,4. Quel le nombre de moles d'ions [H3O+]  dans un litre de jus de citron ?
3) Comment varie le pH lorsque la concentration de [H3O+]  double ?

Donc pour la première question je trouve log(1)=0, log(10)=1 et log(1000)=3. Jusqu'ici tout va bien, seulement c'est pour démontrer la 2e question que je ne sais pas trop comment m'y prendre et bien rédiger.

Merci pour votre aide !

Posté par
carpediem
re : Logarithme décimal 15-03-16 à 17:47

salut

Citation :
La fonction logarithme décimal, notée log est la fonction définie sur ]0;+[ par ; log(x)=ln(x)/ln(10)

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Logarithme décimal 15-03-16 à 18:25

Citation :
Démontrer que log(ab)=log(a) + log(b)


Sans conditions sur a et b, c'est plus que tendancieux.

Par contre :

Si a.b > 0 alors démontrer que  log(ab)=log|a| + log|b| est déjà plus acceptable.

Ou à la rigueur :

Si a > 0 et b > 0 alors démontrer que  log(ab)=log(a) + log(b) est aussi acceptable... bien que moins "général".

Posté par
carpediem
re : Logarithme décimal 15-03-16 à 18:47

J-P : l'énoncé précise le domaine de définition ....

Posté par
Fricadella
re : Logarithme décimal 15-03-16 à 18:57

Sachant que le log et le ln se ressemble beaucoup je peux réutiliser les mêmes propriétés ?

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Logarithme décimal 15-03-16 à 19:40

Citation :
J-P : l'énoncé précise le domaine de définition ....


Non.

Dire que log(x) est défini sur ]0 ; +oo[ n'implique pas que dans log(ab), on a obligatoirement a et b  > 0

Démontrer que log(ab)=log(a) + log(b) sans préciser que a et b > 0 est une erreur...

Et ce n'est pas parce que log(x) n'est défini que si x > 0 qu'on n'a pas le droit de travailler avec log(ab) avec a < 0 et b  < 0

Je n'aurai rien dit, avec la précision log(x) > 0 si on avait écrit de démontrer que
log(a) + log(b) = A ==> log(ab) = A

Mais certainement pas log(ab) = log(a) + log(b) qui pour moi est équivalent à :
log(ab) <=> log(a) + log(b) et qui est faux sous certaines conditions.

Non ?

Préciser que log(x) est défini pour x > 0 permet d'écrire log(ab) = log|a|+log|b| si a*b > 0
mais certainement pas que log(ab) = log(a)+log(b)

Non ?






Posté par
carpediem
re : Logarithme décimal 15-03-16 à 20:06

oui je suis bien d'accord avec ton argument  ... mais je dirais quand même que tu chipotes un peu ...

car écrire : mq : log(ab) = log(a) + log(b) impose implicitement a > 0 et b >0 avec la définition du domaine donnée auparavant .... (et on a automatiquement ab > 0 bien sur)

Posté par
carpediem
re : Logarithme décimal 15-03-16 à 20:08

et un égal se lit de gauche à droite et de droite à gauche donc écrire x = y équivaut à écrire y = x ....


même si on pourrait développer la dessus car quand on résout une équation d'inconnue x et qu'à la fin on arrive à par exemple x = 2 bien évidemment c'est x qui vaut 2 et pas 2 qui vaut x ....

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Logarithme décimal 16-03-16 à 09:34

Citation :
et un égal se lit de gauche à droite et de droite à gauche donc écrire x = y équivaut à écrire y = x


C'est bien là qu'est l'os.

Et je ne suis absolument pas dans ton raisonnement.

On a le droit d'écrire: Avec a et b > 0, on a log(a.b) = log(a) + log(b)

Mais on n'a absolument pas le droit d'écrire la relation générale  log(a.b) = log(a) + log(b) sans autre forme de procès ... même en ayant déclaré que log(x) n'existe que pour x > 0

Que vaut alors log(ab) (sous forme d'une somme de log()) lorsque a < 0 et b < 0

On a : avec a.b > 0 : log(ab) = log(|a|) + log(|b|) qui est valable aussi bien pour a et b > 0 que pour a et b < 0

Ce n'est pas parce que la plupart des profs oublient ce "détail" (qui est loin d'en être un) qu'il faut taire l'erreur qu'ils font comme dans l'énoncé de cet exercice.

Cela n'a rien d'un pinaillage.

Mais évidemment, un prof a toujours raison, a fortiori quand il a tort.

Posté par
carpediem
re : Logarithme décimal 16-03-16 à 17:16

carpediem @ 15-03-2016 à 17:47

salut

Citation :
La fonction logarithme décimal, notée log est la fonction définie sur ]0;+oo[ par ; log(x)=ln(x)/ln(10)


une fois que rouge est écrit il n'est plus question de parler de nombres négatifs .. puisqu'il est écrit que tout réel intervenant avec la fonction log est strictement positif ...

et même si (-a)(-b) = ab ...

Posté par
mathamore
re : Logarithme décimal 16-03-16 à 17:30

Bonsoir,

faisons avancer le smilblic...
pour a>0 et b>0, log(ab)=ln(ab)/ln(10)=(ln(a)+ln(b))/ln(10=ln(a)/ln(10)+ln(b)/ln(10)=log(a)+log(b).

Posté par
Fricadella
re : Logarithme décimal 17-03-16 à 16:04

Je me disais aussi qu'étant donné la fonction est strictement positive, a et b le sont également...

Donc je pense que log(a/b) = ln(a/b)/ln(10) = (ln(a)-ln(b))/ln(10) = ln(a)/ln(10) - ln(b)/ln(10) = log(a) - log(b) non ?

Maintenant je dois étudier la fonction logarithme décimal puis dresser son tableau de variation, ça m'embête un peu qu'on ait du log et du ln, surtout que nous avons vu le log qu'en cours de physiques.

Merci quand même en tout cas !

Posté par
mathamore
re : Logarithme décimal 17-03-16 à 16:19

C'est ça!
ln(10) est une constante strictement positive! log a donc les mêmes variations que ln.

Posté par
Fricadella
re : Logarithme décimal 17-03-16 à 16:41

D'accord, je cherche donc la dérivée de log(x) et je trouve log'(x)=1/(xln(10)), c'est bien cela ?

Posté par
mathamore
re : Logarithme décimal 17-03-16 à 16:45

OUI, c'est ça; en fait, on a les mêmes variations, le même signe et les mêmes limites (mais pas les mêmes valeurs).

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Logarithme décimal 17-03-16 à 16:56

2)

Tout dépend de ce qui est considéré ou non comme acquis.
Si on a le droit d'utiliser dans la démo que ln(a.b) = ln(a) + ln(b), alors c'est immédiat.

Sinon, on peut repartir d'une des définitions des logarithmes qui dit que avec x > 0, on a log_b(x) = B <==> x = b^B


Avec a et b > 0 :

log(a) = A <==> a = 10^A
log(b) = B <==> b = 10^B

a.b = 10^A * 10^B
a.b = 10^(A+B)
log(a.b) = A+B
log(a.b) = log(a) + log(b)

sauf distraction.  

Posté par
Fricadella
re : Logarithme décimal 17-03-16 à 17:25

D'accord, merci !
Je suis passée à la 2nd partie, je n'ai pas bien réussi la première question. En revanche j'ai trouvé qu'il y a 10-2,4 mol de H3O+ dans un litre de jus de citron.

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Logarithme décimal 17-03-16 à 19:21

carpediem,

Tu t'enfonces.

Ton message du 16-03-16 à 17:16 est complètement à coté de la plaque.

Même avec log(x) = ln(x)/ln(10) définie sur ]0 ; +oo[, il n'y a aucune contre indication à cela avec log(ab) = log|a| + log|b| avec a et b < 0
----

log(ab) avec a et b < 0, on a bien (ab) > 0 et donc en posant x = ab, x est > 0 on a bien log(ab) = ln(ab)/ln(10) (donc pas de contre-indication avec ta "citation")

et pour log(|a|), on a bien en posant x = |a| > 0 et donc log(|a|) = ln|a|/ln(10) (donc pas de contre-indication avec ta "citation")

et pour log(|b|), on a bien en posant x = |b| > 0 et donc log(|b|) = ln|b|/ln(10) (donc pas de contre-indication avec ta "citation")

Par là : Il n'y a pas de contre indication quand a.b > 0 (et notamment pour a et  b< 0) à écrire : log(ab) = log|a| + log(b)

Ton entêtement ne modifiera pas cette évidence.

Posté par
carpediem
re : Logarithme décimal 17-03-16 à 20:06

n'importe quoi ....

il n'est nulle question de rajouter des valeurs absolues ...

et rajouter ces valeurs absolues c'est implicitement reconnaître que la fonction est définie pour x > 0

ce qui est exactement dit dans l'énoncé ....

carpediem @ 15-03-2016 à 17:47

salut

Citation :
La fonction logarithme décimal, notée log est la fonction définie sur ]0;+00[ par ; log(x)=ln(x)/ln(10)


signifie qu'on oublie les nombres strictement négatifs "qui n'existent plus" dans tout le pb ....

il n'est donc plus question de log |a| ....

et écrire log (ab) = log|a| + log|b| (qui est peut-être vrai) n'est plus l'énoncé ....

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Logarithme décimal 18-03-16 à 07:54

Le fait que : "La fonction logarithme décimal, notée log est la fonction définie sur ]0;+00[ par ; log(x)=ln(x)/ln(10)"

Impose justement d' écrire : Pour a et b > 0, démontrer que log(ab)=log(a) + log(b) et log(a/b)=log(a) - log(b)

Si on ne le fait, c'est une erreur.

Que tu ne comprennes ou non n'y changera rien.

Il n'est de pire sourd que celui qui ne veut pas entendre.

J'en reste là.

Posté par
carpediem
re : Logarithme décimal 18-03-16 à 19:31

propos qui se retourne contre toi ....

Citation :
Impose justement d' écrire : Pour a et b > 0


c'est déjà dit dans l'énoncé ...

pour comparer deux nombres (ici log(ab) et log a + log b) impose qu'ils existent ....

donc il est clair que a > 0 et b > 0 ....

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Logarithme décimal 19-03-16 à 09:46

Citation :
c'est déjà dit dans l'énoncé ...


Non. Il faut apprendre à lire.

Ecrire "log est la fonction définie sur ]0;+oo[ par ; log(x)=ln(x)/ln(10)" permet, entre autre, de dire que log(a) avec a <= 0 n'est pas définie.

Et donc, si on rencontre un log(a) soit rien préciser sur le signe de a, cela permet seulement d'écrire que log(a) existe si a > 0 et n'existe pas si a <=0... Mais en aucun cas que a > 0.

Posté par
carpediem
re : Logarithme décimal 19-03-16 à 12:56

une fois qu'on a pris nos précautions et préciser sur quel ensemble on travaille et qu'on voit apparaître des expressions du type log a il est évident que a appartient au dit ensemble ....

sinon quel est l'intérêt d'écrire des choses qui n'existent pas ....

si f est une fonction définie sur un intervalle I il est évident que les expressions f(a), f(2x), f(x - 3) apparaissant (et suivant l'objectif de la question) conduisent implicitement à supposer que a, 2x ou x - 3 appartiennent à l'ensemble I


c'est à distinguer par exemple d'une question : résoudre l'(in)équation .... f(x) = k
où suivant la fonction f il faudra d'abord préciser où vit ce x éventuellement ...


ici la question n'est plus de justifier l'existence de cette égalité mais la véracité de cette égalité dans les conditions où elle existe ....

....

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Logarithme décimal 19-03-16 à 13:29

Il n'est de pire sourd que celui qui ne veut entendre.

Ou c'est congénétal  ?

Posté par
carpediem
re : Logarithme décimal 19-03-16 à 17:06

ben c'est pas de ma faute si tu ne comprends pas ce que je dis ....

si tu ne comprends pas que tu rajoutes des valeurs absolues qui ne sont pas dans l'énoncé ...

et si tu veux avoir raison .... ben tant mieux pour toi ...

combien de discussions se sont terminées ainsi ....

....

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Logarithme décimal 19-03-16 à 17:16

Citation :
"ben c'est pas de ma faute si tu ne comprends pas ce que je dis .... "


Je comprends, mais tu as tort.



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