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lonction ln sujet 2 exercice 4b

Posté par
Nelcar
31-03-21 à 10:59

Bonjour
voici le dernier exercice du sujet 2 qui se compose de deux parties, je commence par la première à savoir :

soit g la fonction définie sur ]0;+[ par :
g(x)=ln(x)+2x-2
1) déterminer les limites de g en + et 0
2) déterminer le sens de variation de la fonction g sur ]0;+[
3) démontrer que l'équagion g(x)=0 admet une unique solution sur ]0;+[
4) Calculer g(1) puis déterminer le signe de g sur ]0;+[

Voici ce que j'ai fait :1)
limite en 0 :
lim de ln(x)= - infini            lim 2x+2 = 1   par addition lim ln(x)+2x-2= 1
limite en + infini
lim de ln(x)= + infini     lim 2x+2 = + infini par addition  lim  ln(x)+2x-1= + infini

je galère toujours avec les limites

2) j'ai calculé la dérivée
g'(x)=1/x+2=(1+2x)/x
x>0 cette dérivée est du signe de 1+2x donc du signe du numérateur donc croissante

3) g(x)=0
ln(x)+2x-2=0
sur ma calculatrice j'ai trouvé lorsque x=1
2x-2=0   x=1
ln(1)=0

4) g(1) ln(1)+2-2=0
g est négatif de ]0;1[ puis positif de ]1 ; + infini)

MERCI

Posté par
matheux14
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 31-03-21 à 11:17

Salut , la limite de g en 0 est fausse.

Mets x en facteur

Posté par
matheux14
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 31-03-21 à 11:28

Ou bien revoir ton calcul.

limite en 0 :
lim de ln(x)= - infini   oui         lim 2x+2 = 1 non , 2×0+2=?   par addition lim ln(x)+2x-2= 1 non

Posté par
hekla
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 31-03-21 à 11:29

Non là, il n'y a pas de problème  pas de forme indéterminée ou de croissance comparée

\displaystyle \lim_{x\to +\infty}(\ln x+2x-2)=(+\infty) + (+\infty)=+\infty

\displaystyle \lim_{x\to 0}(\ln x+2x-2)=(-\infty) + (0)-2 =-\infty

Citation :
limite en 0 :
lim de ln(x)= - infini            lim 2x+2 = 1   par addition lim ln(x)+2x-2= 1


erreur de texte :  c'était -2  2\times 0=0 et 0-2=-2

enfin  \infty+ k=\infty sur un réel l'infini l'emporte

2)g'(x)=\dfrac{1}{x}+2 =\dfrac{2x+1}{x}

 x>0\  g'(x) est du signe de 2x+1 pas besoin de dire du signe du numérateur   il serait alors préférable de dire que x est strictement positif

3) Revoilà le TVI   fonction continue strictement croissante  f(I)=\R   donc il existe une unique valeur  a \in]0~;~+\infty[ telle que g(a)=0

4 g(1)=0+2\times 1-2=0 On peut donc dire que a=1

si x\in]0~;~1[\ g(x) <0 ~$et si  $ x\in ]1~;+\infty[

Posté par
Nelcar
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 31-03-21 à 13:04

OK
Merci hekla, je poursuivrai la partie 2 en fin de journée car là j'ai du travail.

MERCI. A tout à l'heure

Posté par
hekla
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 31-03-21 à 13:34

Pas de problème  
Bon courage pour le travail

Je note que  faire des maths ce n'est pas un travail  sans doute un divertissement

Posté par
Nelcar
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 31-03-21 à 20:28

Re,
Alors là Hekla, j'aimerai bien que les maths soit un divertissement mais malheureusement ce n'est pas le cas. A vrai dire ce n'est pas ma tasse de thé.

POUR 1) oui j'ai fait une erreur 2*0-2=-2  ok
2) c'est suffisant de dire que x est strictement positif  ?
3) il n'y a rien à calculer ?
4) ok

PARTIE 2: Etude d'une fonction f
On considère la fonction f, définie sur ]0 ; + [ par :
f(x)=(2-(1/x)(ln(x)-1)

1 a) On admet que la fonction f est  dérivable sur ]0 ; + [ et on note f ' sa dérivée. Démontrer que, pour tout x de ]0 ; + [ on a :
f '(x)=(g(x))/x²
b) dressez le tableau de variation de la fonction f sur ]0 ; + [. Le calcul des limites n'est pas demandé
2) résoudre l'équation f(x) = 0 sur ]0 ; + [ puis dresser le tableau des signes de f sur l'intervalle ]0 ; + [

il y a une 2ième PARTIE que je mettrai après

voici ce que j'ai fait :
1)f(x) = (2-1/x)(ln(x)-1)  forme u*v  donc u'v+uv'
u(x)= 2-1/x   u'(x)= 1/x²   v(x)= ln(x)-1   v'(x)= 1/x
f'(x)=(1/x²*ln(x)-1)+(2-1/x)1/x
f '(x)= ln(x)+2x-2/x²
donc f' (x)= g(x)/x²

b)
x                0                                                     +

f '(x)                     -                                                       +

f (x)     flèche descendante                     0            flèche montante

j'ai toujours beaucoup de mal avec le tableau de variation

2) f(x)=0
sur ma calculatrice j'ai trouvé x= 0,5  (je ne sais pas le faire par calcul)

x                   0                                                    + infini
2-1/x                             +                                                 +
ln(x)-1                           -                                                 -
f(x)                   flèche dscendante     0  flèche montante

toujours du mal avec le tableau de signes aussi

MERCI pour vos explications

Posté par
hekla
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 31-03-21 à 20:57

Encore faut-il aimer le thé. Trève de plaisantetie
2  il y a signe de 2x-1 uniquement parce que x est strictement positif. Il y a les deux conditions

3 Non il n'y a rien à calculer  c'est l'utilisation du TVI donc le connaître et l'appliquer. En gros, c'est juste une question de cours,  mais sans le dire.

Partie 2 Dans le calcul de la dérivée il manque certaines parenthèses

Pourquoi \alpha   on sait qu'il vaut 1, on vous l'a fait calculer
lonction ln sujet 2 exercice 4b

J'ai omis les doubles barres
Question 3

f(x)=0 vous me la baillez belle !

Un produit de facteurs est nul si et seulement si l'un au moins des facteurs l'est.

 2-\dfrac{1}{x} =0 ou \ln x-1=0

2=\dfrac{1}{x} d'où x= \dfrac{1}{2}

 \ln x=1 d'où x=\text{e}

l'ensemble des solutions de f(x)=0 est \left\{\dfrac{1}{2}~;~\text{e}\right\}

Signe de f(x)
lonction ln sujet 2 exercice 4b

J'ai remis le sens de variation de f pour bien faire voir que l'on pouvait appliquer 2 fois le TVI donc il y avait nécessairement une solution entre 0 et 1 et une entre 1 et l'infini

Posté par
Nelcar
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 31-03-21 à 21:16

tu vois mon problème hekla, question 3 ben oui le mieux c'est que je sais mais je ne vois pas ce qui faut faire à un certain moment, c'est mon gros problème

MERCI BEAUCOUP (bonne soirée)

Posté par
hekla
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 03-04-21 à 19:11

Vous avez abandonné ce sujet. Il restait une troisième partie

Partie III : Étude d'une fonction F  admettant pour dérivée la fonction f

On admet qu'il existe une fonction F dérivable sur ]0~;~ +\infty[ dont la dérivée F' est la fonction f.

Ainsi, on a : F' = f.

On note \mathcal{C}_F la courbe représentative de la fonction F dans un repère orthonormé (O ;\vec\imath}, \vec{\jmath}). On ne cherchera pas à déterminer une expression de F(x).

1)Étudier les variations de F sur ]0~;~ +\infty[.
2) La courbe \mathcal{C}_F représentative  de  F admet-elle des tangentes parallèles à l'axe des abscisses ?

Justifier la réponse.

Posté par
Nelcar
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 03-04-21 à 19:49

Bonjour Hekla,

Ah oui ! j'ai rangé cette feuille et de ce fait j'ai oublié

si je comprend bien je dois calculer la primitive
on a u*v'
u(x)=2-1/x           u'(x)=-ln(x)
v(x)= ln(x)-1              v'(x)= xln(x)

F(x)= (ln(x)(ln(x)-1) +(2-1/x)(xln(x)

et je bloque

MERCI

Posté par
hekla
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 03-04-21 à 19:58

Non il n'y a absolument rien à faire  D'ailleurs, c'est dit  on ne cherchera pas à définir F(x)

Question 1  Voir la seconde partie de la question 2 de la partie II

Question 2  Recherche des extrema

Posté par
Nelcar
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 03-04-21 à 20:17

je ne vois pas comment étudier les variations de F si on ne le cherche pas.

MERCI

Posté par
hekla
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 03-04-21 à 20:32

Le texte a pourtant été sympa  par deux fois  on vous dit que la dérivée de F est f

Citation :
la dérivée F' est la fonction f.

Ainsi, on a : F' = f.


Vous connaissez f et son signe

Le texte est bien déstabilisant, je vous l'accorde

Posté par
Nelcar
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 03-04-21 à 20:45

j'ai vraiment du mal

x        0      1/2                1             e           + infini

f(x)        +   0      -                    -    0          +

f         flèche descendante     flèche montante

  et je ne sais plus rien faire d'autres

MERCI      

Posté par
hekla
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 03-04-21 à 20:56

  Vous avez bien récupéré le signe de  f (x) le 1 est plutôt gênant vu qu'il ne sert à rien
lonction ln sujet 2 exercice 4b

Question 2 La courbe admet une tangente parallèle à l'axe des abscisses si  le coefficient directeur  d'icelle est nul, c'est-à-dire lorsque la dérivée est nulle

Posté par
Nelcar
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 04-04-21 à 08:49

bonjour hekla,

la dérivée est égale à 0 lorsque x=1

mais je n'arrive pas à faire ce qu'il me demande

MERCI

Posté par
hekla
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 04-04-21 à 09:46

Bonjour Nelcar

J'avais pris soin d'enlever 1 du tableau de variation,  car il n'intervenait plus dans l'étude du sens de variation de F.

À la fin de la partie précédente on avait pris soin de vous demander le signe de f  puisque c'était la dérivée d'une fonction F.

La connaissance de la fonction F ne sert à rien pour l'étude de la fonction. Ce qui importe est le signe de la dérivée. Justement on vous l"a fait étudier avant.  

Ceci pour la première question.

Quant à la seconde, il faut se souvenir que le nombre dérivé en a est le coefficient directeur de la tangente au point d'abscisse a à la courbe représentative de f

Deux droites parallèles ont même coefficient directeur. Toute parallèle à l'axe des abscisses a pour coefficient directeur 0.
  En regardant le tableau de variation, on peut lire que la dérivée est nulle pour x=\dfrac{1}{2} ou pour x=\text{e}.
La courbe représentative de F admet donc deux tangentes
parallèles à l'axe des abscisses.

Posté par
Nelcar
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 04-04-21 à 11:26

ok

mais j'ai du mal avec les tangentes

Encore un grand MERCI

Posté par
hekla
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 04-04-21 à 11:36

Nombre dérivé  = coefficient directeur de la tangente

point de vue analytique  d'un côté  point de vue géométrique de l'autre

De rien  

Posté par
Nelcar
re : lonction ln sujet 2 exercice 4b 04-04-21 à 20:12

ok

MERCI



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