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Problème avec les exponentielles

Posté par
MC0801
31-10-18 à 10:22

Bonjour, j'ai un problème auquel je trouve quelques pistes mais qui ne me permettent pas de tirer de conclusion. Peut être une idée de raisonnement serait-elle la bien venue?

Soit k un réel strictement positif. On considère les fonctions fk définies sur par : fk(x)=x+ke-x.
On note Ck la courbe représentative de la fonction fk dans un plan muni d'un repère orthonormé.
Pour tout réel k strictement positif, la fonction fk admet un minimum sur . La valeur en laquelle ce minimum est atteint est l'abscisse du point noté Ak de la courbe Ck. Il semblerait que, pour tout réel k strictement positif, les points Ak soient alignés. Justifier ou infirmer cette conjecture.

Merci !

Posté par
philgr22
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 10:26

Bonjour,
SI les Aksont alignés , leurs coordonnées vérifient une equation de doite.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 10:26

Bonjour,
Quelles pistes as-tu tentées ?

Posté par
sanantonio312
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 10:29

Bonjour,
Tu pourrais commencer par calculer les abscisses de ces points.
Puis leurs ordonnées.
Ensuite, imaginer 3 valeurs de k quelconques et montrer que les 3 points Ak correspondants sont alignés (vecteurs par exemple).

Posté par
sanantonio312
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 10:30

Oups, désolé.
Bonjour philgr22 & Sylvieg.
J'ai mis une éternité pour en écrire un peu trop.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 10:36

Pas de quoi être désolé sanantonio312.
A chacun son style

Et bienvenue à MC0801 dans l'île

Posté par
MC0801
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 10:43

Merci pour vos réponses. J'étais partie sur le fait que si fk admet un minimum sur alors sa dérivée s'annule en changeant de signe en Ak :
fk'(x)=1+k-e-x
J'ai donc essayé de trouver les solutions de fk'(x)=0 mais je bloque...
Si les points Ak sont alignés, alors ils appartiennent à une droite (d) d'équation y=ax+b. On doit donc vérifier pour différentes valeurs de k que Ak appartient à (d) et à Ck.
J'ai trouvé ce raisonnement mais je n'arrive pas a continuer

Posté par
sanantonio312
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 10:46

quel est le problème qui te bloque pour résoudre fk'(x)=0?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 10:47

As-tu vu les logarithmes ?

Posté par
MC0801
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 10:53

Oui rapidement mais en chimie et pas encore en maths.
Et sinon pour fk'(x)=0, je me retrouve avec e-x=1/k et c'est ici le k qui m'embête pour résoudre l'équation

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:01

D'accord, alors on fait sans (c'est encore plus simple) :
Les coordonnées du point Ak vérifient e-x = 1/k mais aussi l'équation de la courbe y = fk(x) .

Ça suffit pour y arriver.

Posté par
sanantonio312
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:01

une indication: e^{-x}=\dfrac{1}{e^x}
Une autre: Le résultat dépendra de k.

Posté par
sanantonio312
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:02

Bon, je m'arrête.
Avec deux chemins, je vais perdre MC0801.
Continue avec Sylvieg

Posté par
philgr22
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:11

MC0801 @ 31-10-2018 à 10:53

Oui rapidement mais en chimie et pas encore en maths.
Et sinon pour fk'(x)=0, je me retrouve avec e-x=1/k et c'est ici le k qui m'embête pour résoudre l'équation

Akest sur la courbe donc determine son ordonnée à partir de l'equation de la courbe sachant que e-x=...

Posté par
MC0801
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:15

Pas de souci merci sanantonio312 !
Est-ce que je devrais passer par un système de deux équations à deux inconnues en prenant e-x=1/k et y=x+ke-x ? je l'ai fait pour k=1 et on trouve x=0 et y=1. Par contre je n'arrive pas à le faire pour d'autres valeurs de k

Posté par
philgr22
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:16

garde k ,et remplace dans l'equation sachant que tu connais e-xen fonction de k ,comme tu l'as ecrit .

Posté par
flight
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:18

salut

pour t'aider à demarrer , tu a un reseau de courbe fk(x)  avec  k >0   donc k prend les valeurs 1,2,3,4.....ect

f1(x)=x+e-x   et f'1(x)= 1 - e-x   et on resoud
f'1(x)=0   soit alors trouver un premier point x1 tel que  f'1(x1)=0
soit  1 - e-x1 =0   soit   e-x1=1   tu passe en ln au niveau des deux membres et ca te donne x1 = ..... ?    une fois x1 obtenu tu forme le premier point A1(x1, f(x1))  et tu fais fait pareil pour f2(x) , f3(x), ....etc

Posté par
philgr22
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:20

Bonjour flight ,
Il a demarré depuis longtemps et il en est presque à la fin....

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:25

Citation :
en prenant e-x=1/k et y=x+ke-x

Si tu veux voir ça comme un système, ne cherche pas x en fonction de k , mais k en fonction de x dans la 1ère équation, puis remplace dans la seconde.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:28

Bonjour flight,
Oui ce serait la méthode si elle avait vu les logarithmes : Calculer 2 points simples , par exemple A1 et A2 . Puis vérifier que tous les Ak sont sur la droite (A1A2) .

Posté par
philgr22
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:30

Sylvieg @ 31-10-2018 à 11:25

Citation :
en prenant e-x=1/k et y=x+ke-x

Si tu veux voir ça comme un système, ne cherche pas  x  en fonction de  k , mais  k  en fonction de  x  dans la 1ère équation, puis remplace dans la seconde.

Bonjour sylvieg, pas besoin de chercher k en fonction de x ici

Posté par
philgr22
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:32

il a ecrit lui meme e-x=1/K

Posté par
MC0801
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:33

Bonjour flight, merci pour ces conseils. Je vais déjà essayer de terminer ce que j'avais commencé.
Alor si je remplace e-x dans l'équation de fk'(x) :
y=1+k-1/k y=0
Or AkCk d'équation y=x+ke-x
Donc si y=0 alors x+k1/k=0 x=-1
Je trouve donc un deuxième point de coordonnées (-1;0). Est-ce que deux points suffisent pour démontrer la conjecture ?

Posté par
philgr22
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:35

Attention :faute de calcul...y n'est pas nul!

Posté par
philgr22
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:36

c'est une faute de signe

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:39

Tu as mal remplacé :
e-x = 1/k dans y = x + ke-x ne donne pas y = 1 + k(-1/k) .

D'où sort le 1 derrière le = ?

Pour la méthode de flight, ce sera quand tu auras vu les log.

Posté par
philgr22
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:48

MC0801 @ 31-10-2018 à 11:33

Bonjour flight, merci pour ces conseils. Je vais déjà essayer de terminer ce que j'avais commencé.
Alor si je remplace e-x dans l'équation de fk'(x) :
y=1+k-1/k y=0
Or AkCk d'équation y=x+ke-x
Donc si y=0 alors x+k1/k=0 x=-1
Je trouve donc un deuxième point de coordonnées (-1;0). Est-ce que deux points suffisent pour démontrer la conjecture ?

C'est dans l'equation de la courbe que tu dois remplacer , pas dans la derivée

Posté par
MC0801
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:50

Ah oui j'avais remplacé dans la formule de la dérivée.
Donc si je remplace dans y=x+ke-x je trouve y=x+1
En reprenant le système je trouve k=ex et x=y-1 donc k=ey-1
Cependant je n'ai pas l'impression d'avoir vraiment avancé en écrivant ça ?

Posté par
philgr22
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:51

allons!y=x+1 .....Ce n'est pas l'équation d'une droite?

Posté par
philgr22
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 11:54

Relis toi depuis le debut et fais une bonne synthese

Posté par
philgr22
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 12:04

En résumé:
Tu as dérivé,annulé la dérivée pour e-x=1/k et en remplaçant dans l'equation de la courbe , tu as  trouvé y=x+1.
Conclusion?

Posté par
MC0801
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 12:04

Ça y est j'ai compris merci beaucoup ! En fait je cherchais plus compliqué alors que la réponse était là. Merci à tous pour votre aide

Posté par
philgr22
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 12:05

Bon courage

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 13:30

Citation :
En fait je cherchais plus compliqué alors que la réponse était là
C'est une bonne analyse !
Mais il est vrai que la multiplicité des réponses a pu t'embrouiller

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Problème avec les exponentielles 31-10-18 à 14:13

Petit résumé qui généralise un peu :

A partir des 2 égalités fk' (x) = 0 et y = fk(x) on veut trouver une relation entre x et y où k ne figure pas.

Une des méthodes est d'isoler k dans fk' (x) = 0 , c'est à dire exprimer k en fonction de x , puis remplacer dans y = fk(x) .

Ici, on pouvait directement remplacer e-x par 1/k dans y=x+ke-x .

Si on ne le voit pas, on isole k dans 1 - ke-x = 0 ; ce qui donne k = 1/e-x = ex . Et on remplace dans y = x+ke-x .



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