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Niveau terminale
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Prouver proprement que ln(2)>1/2

Posté par
charmuzelle
23-02-13 à 17:09

Bonjour

J'essaie de rédiger un corrigé commenté de l'exercice 2 du sujet de maths du bac STAV Métropole-Antilles-Guyane-Réunion de 2011. (voir sur le site de l'APMEP pour le sujet complet).

On a une fonction f définie pour x>1 par f(x)=ln(x-1)-\frac{1}{x-1}.

L'énoncé demande une valeur exacte de f(3), on trouve ln2-\frac{1}{2}, et demande de prouver que c'est strictement positif.

Comment le prouver à la fois proprement et de manière accessible à un élève de terminale STAV ?

Le corrigé du site de l'APMEP se contente de dire que f(3)>0 car ln2>\frac{1}{2}. Cela ne me satisfait pas.

Que proposeriez-vous ? Merci de vos lumières.

Posté par
charmuzelle
re : Prouver proprement que ln(2)>1/2 23-02-13 à 17:15

Une idée serait peut-être : e<4 donc \sqrt{e}<\sqrt{4}=2 car la fonction racine carrée est strictement croissante sur [0;+infini[ , soit e^{\frac{1}{2}}<2 soit ln(e^{\frac{1}{2}})<ln2 soit \frac{1}{2}<ln2, mais l'élève pour qui je rédige ce corrigé n'a pas encore vu les exponentielles

Posté par
Diablow
re : Prouver proprement que ln(2)>1/2 23-02-13 à 17:20

bonjour,

Pourquoi est-ce que cette réponse n'est pas satisfaisante d'après vous ?
A partir de quoi (définition, propriété,...) désirez "prouver proprement" cette inégalité ?

Revenir à la définition du logarithme, faire un calcul approché ...

Posté par
charmuzelle
re : Prouver proprement que ln(2)>1/2 23-02-13 à 17:25

Parce qu'un calcul approché n'est pas une preuve

Dans le cours des terminales STAV, la fonction logarithme népérien est présentée comme dans les anciens programmes des séries générales : comme la primitive de la fonction inverse sur ]0;+inf[ qui s'annule en x=1.

Mon neveu qui est en terminale STAV a vu trois chapitres cette année : limites de fonctions, primitives et logarithme népérien.

J'ai l'impression que de plus en plus,dans les sujets de bac (j'ai vu beaucoup de sujets de bac ES ces temps-ci), une valeur donnée à la calculatrice fait office de preuve.

Posté par
Diablow
re : Prouver proprement que ln(2)>1/2 23-02-13 à 17:38

Sans trop se prendre la tête, je pense que l'on peut dire que ln(a) est l'aire comprise entre la courbe y=1/x, la droite x=1 et la droite x=a.

dans le cas de a=2, on "voit" bien que l'aire en gris clair vaut 1/2=1/2 (hauteur) x (2-1) largeur. et qu'il reste un bout (en gris foncé) entre la droite y=1/2 et l'hyperbole. Donc  ln(2)=1/2 + un bout positif, ce qui prouve (selon moi) la question.

Prouver proprement que ln(2)>1/2

Posté par
charmuzelle
re : Prouver proprement que ln(2)>1/2 23-02-13 à 17:56

Ca, c'est une bonne idée qui sera plus accessible que la mienne à mon neveu. Merci !

Ah, sauf qu'il n'a pas vu les intégrales ni le rapport entre primitives et aires... Mais ça ne saurait tarder, j'espère.

En STAV (filière agricole), ils ont très peu d'heures de maths. Ni en première, ni cette année, il n'a vu de suites et de probas, et pourtant, il y en a dans les annales du bac, ça m'inquiète.

Posté par
charmuzelle
re : Prouver proprement que ln(2)>1/2 23-02-13 à 17:57

Avec quel logiciel avez-vous fait le graphique ?

Posté par
Diablow
re : Prouver proprement que ln(2)>1/2 23-02-13 à 18:09

Avec paint sous windows ! c'est l'outil "ligne courbe"
c'était juste pour donner l'illusion d'un hyperbole

Prouver proprement que ln(2)>1/2

Posté par
charmuzelle
re : Prouver proprement que ln(2)>1/2 23-02-13 à 18:42

Rire : ça alors, je n'y ai vu que du feu !



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