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Niveau terminale
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Terminale S : Etude fonction expon entielle

Posté par
jpigrec
15-01-17 à 11:33

Soit la fonction  f(x)= x/(1+e^(1/x)) dont il faut étudier le sens de variation.
Le domaine de définition serait R avec x différent de 0.
Les limites :
* quand x tend vers zero alors (f(x) tend vers zéro (donc f(x) pourrait être définie par continuité par f(0)=0),
* quand x tend vers -l'infini f(x) tend vers -l'infini,
* quand x tend vers +l'infini f(x) tend vers +l'infini.
Dérivée :
la fonction est de la forme U/V et on trouve que f'(x) = 1+e^(1/x)+[e^(1/x)/x].
Jusqu'ici, tout ceci est du niveau de terminale S.
Ce qui pose problème est l'étude du signe de cette dérivée (sauf sur ]0,+l'infini[ où elle est manifestement positive).
Une aide serait bienvenue,  merci d'avance.
(sur MAFA traceur de courbes on voit que la fonction semble strictement croissante avec une bizarrerie à zéro + ....).

Posté par
StormTK9
re : Terminale S : Etude fonction expon entielle 15-01-17 à 11:40

Bonjour, tout d'abord :

\normalsize e^\frac{1}{x} = e^{-x}

Donc tu as \normalsize f(x) = \frac{x}{1+e^{-x}}

Après dérivée, j'obtiens

f'(x) = \frac{1+e^{-x} + xe^{-x}}{(1+e^{-x})^2}

f'(x) = \frac{e^{-x}(1+x)}{(1+e^{-x})^2}

Maintenant tu peux en étudier le signe..

Posté par
Glapion Moderateur
re : Terminale S : Etude fonction expon entielle 15-01-17 à 12:19

Citation :
\normalsize e^\frac{1}{x} = e^{-x}

tu as mal dormi StormTK9 ?

e^{-x} = \frac{1}{e^x} qui n'a rien à voir avec e^\frac{1}{x}

Posté par
StormTK9
re : Terminale S : Etude fonction expon entielle 15-01-17 à 12:27

Ah oui j'ai du très mal dormir ! Quelle erreur merci de la souligner Glapion , j'ai lu en vitesse comme d'habitude mon prof me le dit tout le temps

Posté par
geeegeee124
re : Terminale S : Etude fonction expon entielle 15-01-17 à 12:45

Bonjour

f(x)= x/(1+e^(1/x))
f'(x)=(1*(1+e^(1/x))-x*((-1/x^2)*e^(1/x))/(1+e^(1/x))^2
du signe de (1*(1+e^(1/x))+((1/x)*e^(1/x)))=e^(1/x)*(e^-(1/x)+1+1/x))
du signe de (e^-(1/x)+1+1/x))=g(x)

g(x)>0 pour tous x donc f croit

Posté par
jpigrec
re : Terminale S : Etude fonction expon entielle 15-01-17 à 19:23

Merci de vos réponses.
Pour geeegeee124 :
C'est bien la dérivée que j'ai trouvée écrite différemment mais la question  qui tue est :
"quelle est la justification de l'affirmation g(x) >0 ?????????????";
rappel : on est sur R moins {0} donc à gauche de 0 1/X est négatif .....
Bonne soirée à tous.
PS : pourquoi je ne reçois pas les notifications des réponses dans mon mail ?

Posté par
Priam
re : Terminale S : Etude fonction expon entielle 15-01-17 à 21:15

La dérivée f '(x), dont tu as donné l'expression dans ton premier message, est toujours positive quand  x  est négatif.
Pour le montrer, tu pourrais étudier les variations de cette dérivée et la dériver (f "(x) ).
Tu verras que f "(x) s'annule pour une certaine valeur de  x  et que f '(x) passe alors par un minimum d'ordonnée positive.

Posté par
jpigrec
re : Terminale S : Etude fonction expon entielle 17-01-17 à 00:22

Bonsoir Priam,
Merci de la réponse mais je pense que l'étude algébrique du signe de la dérivée seconde est encore plus difficile que cette étude pour la dérivée première mais admettons.
Cette dérivée seconde sauf erreur de ma part est f''(x)=e^(1/x)[(-1-2x)/x^3] et je ne sais toujours comment ALGEBRIQUEMENT déterminer le signe de f''(x) pour en déduire le sens de variation de f'(x).
Mais si quelqu'un a la démonstration algébrique (à part dire "on voit que ..."qui n'est pas très algébrique) je suis preneur, merci d'avance.
Enfin tout ça me parait un peu compliqué pour un exercice de terminale S (je n'ai jamais vu étudier le signe d'une dérivée en passant par la dérivée seconde à ce niveau d'étude).

Posté par
Priam
re : Terminale S : Etude fonction expon entielle 17-01-17 à 10:41

Pourtant, le signe de cette dérivée seconde n'est pas difficile à déterminer.
En l'écrivant  
f "(x) = - e1/x[x(1 + 2x)]/x4 ,
on voit quelle est du même signe que  -x(1 + 2x) .



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