Mathématiques

Question

Bonjour, j'aurais besoin de votre aide pour un exercice de maths svp. On considère la fonction définie sur la courbe C par f(x) = xeˣ/ eˣ-1 si x≠0 et f(0)=1

1) Déterminer la limite de f en - ∞
2. a) Montrer que, pour tout réel x non nul, f(x)= x (1+ 1 / (eˣ-1) )
b) En déduire la limite de f en + ∞
3) Montrer que la fonction f est continue en 0
4) Démontrer que, pour tout réel x, eˣ ≥ x+1
5) Calculer la dérivée de la fonction f et déterminer la fonction g telle que
f '(x)=eˣg(x) / (eˣ-1)²
6) Dresser le tableau de variation de la fonction f.

1 Réponse

  • Bonjour,

    f(x) = xeˣ/(eˣ - 1)

    1) Quand x → -∞, lim xeˣ = 0⁻    (théorème)

    et lim (eˣ - 1) = -1

    Donc lim f(x) = 0⁺

    2) a) x[1 + 1/(eˣ - 1)]

    = x + x/(eˣ - 1)

    = [x(eˣ - 1) + x]/(eˣ - 1)

    = xeˣ/(eˣ - 1)

    = f(x)

    b) Donc lim f(x) quand x → +∞ = lim x[1 + 1/(eˣ - 1)] = lim x = +∞

    car lim 1/(eˣ - 1) = 0

    3) lim f(x) quand x → 0 = lim eˣ/[(eˣ - 1)/x]

    Or lim (eˣ - 1)/x quand x → 0 = 1 (théorème)

    donc lim f(x) = lim eˣ = 1

    Soit lim f(x) quand x → 0 = f(0)

    donc f est continue en x = 0

    4) Soit d(x) = eˣ - (x + 1) définie sur R

    d'(x) = eˣ - 1

    x          -∞                    0                     +∞
    d'(x)                 -          0          +
    d(x)          décroiss.         croissante

    d(0) = e⁰ - (0 + 1) = 0

    ⇒ pour tout x ∈ R, d(x) ≥ 0

    ⇔ eˣ ≥ (x + 1)

    5) f'(x) = [(eˣ + xeˣ)(eˣ - 1) - xeˣeˣ]/(eˣ - 1)²

    = (e²ˣ - eˣ - xeˣ)/(eˣ - 1)²

    = eˣ(eˣ - x - 1)/(eˣ - 1)²

    soit, en posant g(x) = (eˣ - x - 1) : f'(x) = eˣg(x)/(eˣ - 1)²

    D'après la question précédente, g(x) ≥ 0 sur R

    6)

    x          -∞                          0                           +∞
    g(x)                  +               0            +
    f'(x)                   +               ||            +
    f(x)       0     croissante    1    croissante  +∞

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