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logarithmes

Posté par
Cracramon
11-05-12 à 18:47

Bonjour,

Je dois résoudre l'équation :

log3 (x+2) + 1 = log3 (x²+4x)

<=>

log3 (x+2) + log3  3 = log3 (x²+4)


J'aurais ensuite supprimé tous les logs car ils sont tous en base 3 mais visiblement ce n'est pas ça...
Que faut-il faire ? Je ne connais pas très bien les propriétés de calcul des logarithmes...

Merci d'avance !

Posté par
homere
re :logarithmes 11-05-12 à 18:59

bonsoir,

Très bonne idée au départ mais tu  dois savoir que log(a)+log(b)=log(ab)

et donc tu vas obtenir log(3*(x+2))=log(x²+4)............................

.....................;

Posté par
Cracramon
re : logarithmes 11-05-12 à 19:02

Ok merci beaucoup!!
ça devient plus clair d'un coup !

Posté par
homere
re : logarithmes 11-05-12 à 19:08



Oui mais fais attention à l'ensemble de validité de cette équation

Posté par
Cracramon
re : logarithmes 11-05-12 à 19:15

J'obtiens comme solution 2 et -3, ce n'est pas bon ?

Posté par
homere
logarithmes 11-05-12 à 19:17



J'ai de serieux doutes...Tu pourrais me detailler tes calculs ?

Posté par
Cracramon
re : logarithmes 11-05-12 à 19:21

log3 (x+2) + log3  3 = log3 (x²+4)

3 (x+2) = x² + 4x
x² + 4x - 3x - 6 = 0
x²+x-6 = 0

= b² - 4ac = 1 - 4 * (-6) = 25

solutions =  (1 +- 25) / 2 =( -1 +- 5 )/ 2 = 2 & -3

Posté par
Cracramon
re : logarithmes 11-05-12 à 19:22

Voilà

Posté par
homere
logarithmes 11-05-12 à 19:27


Oui j'ai mal visionné ton équation et donc c'est presque juste

Il manque un petit détail ???

Posté par
homere
re : logarithmes 11-05-12 à 19:31

  quel est l'ensemble de validité de l'équation initiale ??

Posté par
Cracramon
re : logarithmes 11-05-12 à 19:33

J'ai l'intuition que -3 est à rejeter mais je ne comprends pas totalement pourquoi ?

Posté par
mystery_enigma
re : logarithmes 11-05-12 à 19:33

Excuse moi mais le log3(x) ne serait il pas égale à ln(x)/ln3 (logarithme en base 3) ? Car si tel est le cas, j'aurai une autre proposition à soumettre.

Posté par
Cracramon
re : logarithmes 11-05-12 à 19:35

ah bah oui... 3n ne donnera jamais un nombre négatif quelque soit le n...

J'ai compris je pense

Posté par
homere
logarithmes 11-05-12 à 19:40



Tu as parfaitement raison mais on ne peut calculer le logarithme que d'une quantité strictement positive
Donc au départ, les solutions, si elles existent, sont telles que :  x+2>0  et x²+4x>0
  ???

Posté par
homere
logarithmes 11-05-12 à 19:42



C'est ce qu'on appelle l'ensemble de validité (ou de définition ) de l'équation ....

Posté par
mystery_enigma
re : logarithmes 11-05-12 à 20:02

Très bien donc je proposerai l'équation suivante :

log3 (x+2) + log3  3 = log3 (x²+4)
ln(x+2)/ln(3) + ln(3)/ln(3) = ln(x²+4)/ln(3)
ln((x+2)*3/(x²+4)) = 0
ln((3x+6)/(x²+4)) = 0

Le dénominateur étant toujours positif et sachant que ln(x) = 0 seulement si et seulement si x = 1, il ne nous reste plus qu'à résoudre la petite équation que voici:
3x+6 = x²+4
x²-3X-2 = 0

Pour = 17
x1=3-(17)/2        et        x2= 3+(17)/2

Posté par
homere
logarithmes 11-05-12 à 20:22



Juste une question : c'est log(x²+4) ou log(x²+4x)  ????

sinon tes calculs sont parfait (c'est ce que j'ai trouvé avec log(x²+4 )

Tu n'as pas répondu à ma question "ensemble de validité " de cette équation ??

Il faut y répondre avant de "transformer" l'équation initiale

Posté par
homere
logarithmes 11-05-12 à 20:28

Ici ce qui nous intêresse c'est le logatithme de (x+2) , celui de (x²+4 ) ou de (x²+4x)  et non log(x)

.................................

Posté par
mystery_enigma
re : logarithmes 11-05-12 à 20:46

Ah oui désolé...
Bon revenons à cette étape:
ln((3x+6)/(x²+4)) = 0

On a déjà dit que le dénominateur est toujours positif et on sait que la fonction ln(x) est définie sur ]0;+[
On va donc résoudre l'inégalité suivante :
3x+6 > 0 x > -1/2

Ainsi l'équation est définie x > -1/2.
Par conséquent, je modifierai ma réponse en affirmant qu'il n'y a que x2=3+(17)/2  qui soit solution de cette équation.

Posté par
mystery_enigma
re : logarithmes 11-05-12 à 20:51

Dis moi homere, fais tu la différence entre ln(x) et log(x)? Car j'ai bien l'impression que tu devrais rejeter un œil sur tes cours concernant les fonctions logarithmiques ...

Posté par
mystery_enigma
re : logarithmes 11-05-12 à 21:28

Désolé pour le multi-post, mais je dois rectifier ma réponse pour une erreur de parenthèse ...
Ainsi, je présenterai (3+(17))/2 comme unique solution à l'équation log3 (x+2) + log3  3 = log3 (x²+4)



Ps : Avec log3 (x²+4x) au lieu de log3 (x²+4) et en appliquant la même méthode, je trouve x = 2 et x = 1 comme solutions. Je pense donc que c'est la toute première équation présentée par Cracramon dans le topic, qui doit être l'original (d'ailleurs je n'ai pas compris pourquoi il a mis un entre les deux équations).

Posté par
mystery_enigma
re : logarithmes 11-05-12 à 21:39

Vraiment désolé pour ce quatrième post d'affilé mais il faut que je réctifie les réponses que j'ai apporté dans mon Ps.
En effet, mes solutions ne sont pas x = 1 et x = 2 mais plutôt  x = 3 et x = 2.
Voilà, j'espère que cette fois ce sera bon (si on ne compte pas un certain racine carré qui est passé à la trappe sur mon post précédent ).

Posté par
Cracramon
re : logarithmes 11-05-12 à 21:41

C'est une malheureuse faute de frappe, x²+4x et pas x²+4 désolé !!

Posté par
mystery_enigma
re : logarithmes 11-05-12 à 22:17

D'accord, donc tu as la réponse à ta question . As tu compris la méthode que j'ai utilisé ? Ou peut-être as tu trouvé ce résultat d'une autre manière (ce qui serait intéressant de nous en faire part si c'est le cas).

Posté par
homere
re : logarithmes 11-05-12 à 23:19

  bonsoir mystery_enigma,

C'est un peu compliqué tes multiples posts

bien sûr qu'il y a une difference entre ln, log  et loga  mais je n'ai utilisé que les propriétés générales des logarithmes , pour moi cela me parait suffisant, et on retombe toujours sur 3(x+2)=x²+4x

Donc  les solutions de l'équation du second degré x²+x-6=0 sont -3 et +2

Il n'empêche, il faut, avant tout calcul ou toute transformation préciser l'emsemble dans lequel doivent se trouver les solutions.C'est un bon reflexe qui permet d'éviter de nombreux pièges surtout en terminale.

Bonne soirée

Posté par
mystery_enigma
re : logarithmes 12-05-12 à 10:37

Je reconnais mon erreur pour le fait de ne pas avoir donné d'ensemble de validité avant les solutions de l'équation (en sachant qu'à la base je croyais que c'était x²+4 et non x²+4x).
Je suis désolé en ce qui concerne ma remarque sur la distinction ln/log; je ne savais pas que tu étais prof et donc que par ton statut je n'avais rien à t'apprendre sur le sujet.
Par contre je n'ai pas compris cette remarque :

Citation :
Ici ce qui nous intéresse c'est le logatithme de (x+2) , celui de (x²+4 ) ou de (x²+4x)  et non log(x)

J'avais seulement énoncé dans mon raisonnement le fait que ln(x) n'existe que si x > 0 (en gros j'ai énoncé une formule générale pour justifier la résolution de l'inéquation 3x+6 > 0) :
Citation :
On a déjà dit que le dénominateur est toujours positif et on sait que la fonction ln(x) est définie sur ]0;+[
On va donc résoudre l'inégalité suivante :
3x+6 > 0 x > -1/2
Ainsi l'équation est définie x > -1/2.

Posté par
homere
re : logarithmes 12-05-12 à 14:42

bonjour mystery_enigma,

Impulsivité de la jeunesse, il n'y a pas de mal...

Ce que je voulais dire:

On ne peut calculer le logarithme (qu'il soit népèrien, decimal ou de base a ) que d'une quantité strictement positive.
Donc ici ,avant tout calcul, il faut resoudre le système formé par les 2 inéquations:

x+2>0 et
x2+4x>0

ce n'est pas très compliqué surtout en terminale.

Il exite une autre méthode qui consiste à n'écrire aucune condition initiale mais alors il faut vérifier que les solutions obtenues sont effectivement solution ou pas de l'équation de départ (mais  cette vérification peut être longue et n'a pas , à juste raison, la faveur des prof.)

Acquerir de bons reflexes (de bons outils )est la meilleure façon de progresser

Bonne journée
.....................................


Posté par
mystery_enigma
re : logarithmes 12-05-12 à 19:04

Certes, mais si l'on aurait eu x²+4 (comme nous le laissait croire Cracramon au départ) au lieu de x²+4x, il aurait été inutile de résoudre une inéquation sur le dénominateur, celui ci étant positif x (ce qui relève tout de même de l'évidence).
Ainsi on ne s'occupe que de l'inéquation concernant le numérateur, soit 3x+6 > 0x > -1/2.
Ensuite, vu que ln(u) = 0 si et seulement si u = 1. Il ne nous reste plus qu'à résoudre l'équation 3x+6 = x²+4 pour trouver les solutions de l'équation log3 (x+2) + log3  3 = log3 (x²+4).
On obtient donc x1 =(3-(17))/2        et        x2 = (3+(17))/2  mais on exclu x1 des solutions car la fonction n'existe que pour x > -1/2.

Voilà mon raisonnement qui me semble tout à fait juste pour l'équation que j'ai évoqué plus haut. Mais encore une fois, je suis complètement d'accord avec la méthode que tu as utilisé pour résoudre l'équation log3 (x+2) + 1 = log3 (x²+4x).

Posté par
homere
re : logarithmes 12-05-12 à 19:57

bonsoir,

Effectivement si le second membre était x²+4, cette quantité étant strictement positive (il faudrair quand même le préciser dans un devoir ), il suffirait de résoudre uniquement 3x+6>0  soit x>-2 (une petite erreur de calcul de ta part)

Avec (x²+4) tes résultats  et ton raisonnement sont juste.
Pourquoi introduire la condition ln(u)=0 <==> u=1 ?

Une dernière remarque cependant :j'évite si possible les tranformations introduisant des dénominateurs car il y a presque toujours des conditions restrictives qu'on oublie quelquefois.Et ici on pouvait s'en passer en remarquant que la foction ln est une fonction strictement monotone.

soit: ln(a)=ln(b) <==> a=b  avec bien sûr a et b strictement positif.


Bonne soirée

Posté par
mystery_enigma
re : logarithmes 13-05-12 à 00:00

Tout d'abord, merci pour la petite correction d'erreur de calcul .

Citation :
Pourquoi introduire la condition ln(u)=0 <==> u=1 ?

Eh bien si ln((3x+6)/(x²+4)) = 0, (3x+6)/(x²+4)=1  d'où  3x+6 = x²+4 (c'est peut-être mieux comme ça ?).

Je tiens note de ta remarque en ce qui concerne les transformations introduisant des dénominateurs.

Citation :
Avec (x²+4) tes résultats  et ton raisonnement sont juste.

Très aimable comme remarque, mais je trouve dommage que tu l'entache ainsi .



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