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Montrer que f(x) =< 1

Posté par
Bouboux
20-01-19 à 01:16

Bonjour,


J'ai besoin d'aide pour trouver la justification de la dernière question s'il vous plait.

L'exercice:
On considère la fonction f définie sur R par :

f(x) = \frac{(x+1)*\exp \frac{-1}{x}}{x} si x =/= 0
f(0) = 0
On appelle C la courbe représentant f dans un repère du plan.
Répondre par vrai ou faux:
a. f est continue en 0.
b. f est dérivable sur R−∗ et sur R+* et, pour x =/= 0, f'(x) est du signe de x
c. C possède la même droite pour asymptote en +∞ et en −∞.
d. Quel que soit le réel x, on a f (x) < 1.

Résultats obtenu précédemment:
\lim_{x \to 0^-} f(x) = -\infty
\lim_{x \to 0^+} f(x) = 0
\lim_{x \to -\infty} f(x) = 1
\lim_{x \to +\infty} f(x) =1
f'(x) =\frac{\exp \frac{-1}{x}}{x^3}

J'ai tenté de montrer que f(x) - 1 était négatif:

f(x) - 1 = \frac{(x+1)*\exp \frac{-1}{x}-x}{x} = \frac{x((1+\frac{1}{x})*\exp \frac{-1}{x}-1)}{x} = (1+\frac{1}{x})*\exp \frac{-1}{x}-1
Et là je ne sais pas comment continuer.


J'ai aussi tenter un raisonnement par l'absurde mais je ne suis pas parvenu à trouver de contradiction:
Supposons que f(x) > 1

\frac{(x+1)*\exp \frac{-1}{x}}{x} > 1

\frac{x+1}{x} > \frac{1}{\exp \frac{-1}{x}}

\frac{x+1}{x} > \exp (\frac{1}{x}) > 0 (strictement positif en tant qu'exponentielle donc on peut appliquer le logarithme népérien)

\ln (\frac{x+1}{x}) > \frac{1}{x}

\ln (x+1)- \ln (x)> \frac{1}{x}

Et voilà je ne sais pas comment progresser.  

Merci de m'aider.

Posté par
PLSVU
re : Montrer que f(x) =< 1 20-01-19 à 01:29

Bonsoir,
  Le tableau de variations de la fonction f  et les limites  ....

Posté par
Bouboux
re : Montrer que f(x) =< 1 20-01-19 à 05:02

Merci !

Je comprends pourquoi c'est faux (si la fonction vaut plus de 1 quand x < 0, ça veut dire qu'elle croît ou est constante par rapport au 1 ou elle est tend en  -\infty} mais f'(x) < 0 et inversement quand x > 0), mais j'aimerais avoir une démonstration carrée si possible.
J'imagine qu'il faut utiliser la définition de \lim_{x \to -\infty} f(x) = 1 que je ne connais pas.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Montrer que f(x) =< 1 20-01-19 à 08:26

Bonjour,
f est croissante sur ]0 ; +[ .
Si f(a) > 1 avec a > 0 alors f(x) f(a) pour tout x a .
La limite de f en + serait supérieure ou égale à f(a) .

Faire de même avec a < 0 .

Posté par
Bouboux
re : Montrer que f(x) =< 1 20-01-19 à 16:53

Bonjour,

f est strictement décroissante sur  ]- ; 0[ .
Si  f(a) >= 1  avec  a < 0   alors  f(x)  > f(a)  pour tout  x  < a .
La limite de  f  en  -  serait strictement supérieure à  f(a) = 1, ce qui est impossible.

D'accord merci !

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Montrer que f(x) =< 1 20-01-19 à 17:05

De rien
Le fait de noter a au lieu de x dans f(a)>1 permet de réussir à raisonner par l'absurde.

Posté par
Bouboux
re : Montrer que f(x) =< 1 20-01-19 à 23:18

Très bien, merci !



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