Problème — Famille de fonctions
Exercice de TD · niveau 3 (difficile) · mathématiques (terminale), chapitre 4 — Fonction Logarithme Népérien
Énoncé
Problème — Famille de fonctions . Pour tout entier naturel , on considère la fonction définie sur par :
On note la courbe représentative de .
- Démontrer que toutes les courbes passent par un même point fixe dont on déterminera les coordonnées.
- Déterminer les limites de aux bornes de son domaine de définition (pour la limite en , on utilisera une croissance comparée).
- Calculer la dérivée et étudier les variations de .
- Dresser le tableau de variations complet de .
Corrigé
- Un point est commun à toutes les courbes si ne dépend pas de . Cherchons les abscisses telles que pour tout :
Puisque , cela équivaut à ou , c'est-à-dire dans les deux cas . Or pour tout : toutes les courbes passent donc par le point fixe , et c'est le seul point commun à toutes les courbes sur .
- En : par croissance comparée, pour tout , . En : et . Par produit, .
- La fonction est dérivable sur :
Comme sur , le signe de est celui de .
- La fonction est donc :
- strictement décroissante sur ;
- strictement croissante sur .
Le minimum est atteint en et vaut :
D'où le tableau de variations complet, où l'on reporte les limites obtenues à la question 2 :
La valeur placée à gauche est la limite en : elle n'est pas atteinte, la borne étant exclue du domaine.
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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.