mathématiques (terminale) · Chapitre 4 · Application directe du cours
Problème — Étude de la fonction
Fonction Logarithme Népérien · niveau 2
Énoncé
Problème — Étude de la fonction . Soit la fonction définie sur par :
On note sa courbe représentative.
- Déterminer les limites de aux bornes de son domaine de définition.
- Calculer la dérivée et étudier les variations de .
- En déduire le signe de sur .
- Démontrer que pour tout , . Interpréter graphiquement ce résultat.
- Étudier la convexité de sur .
Corrigé
- En : et . Par somme, . En : c'est une forme indéterminée. Factorisons par :
Comme , le terme dans la parenthèse tend vers 1. Par produit, .
- La fonction est dérivable sur :
Comme , a le même signe que :
- sur , donc est strictement décroissante sur ;
- sur , donc est strictement croissante sur ;
- .
Le minimum global de est .
- Puisque le minimum de sur est 1, on en déduit que pour tout :
La fonction est donc strictement positive sur son domaine.
- Puisque pour tout . Graphiquement : la courbe de la fonction est entièrement située en dessous de la droite d'équation .
- Calculons la dérivée seconde :
Pour tout , . La fonction est donc strictement convexe sur .
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