[PDF] FONCTION LOGARITHME NÉPÉRIEN





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Racine carre

Résoudre une fonction racine carrée. Exemple : Trouver la règle d'une fonction racine carrée ... Pour la réciproque on utilise le symbole f-1(x).



I. Sens de variation dune fonction ; extréma

On admettra la propriété réciproque à savoir que : Si f est une fonction La fonction racine carrée est définie pour x. 0. Tableau de variation :.



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On dit également que les fonctions carré et racine carrée sont réciproques l'une de l'autre pour des valeurs de positives. Page 2. 2. Yvan Monka – Académie 



Fonctions carrée et inverse. Autres fonctions élémentaires

6 fév. 2010 3.1 Étude de la fonction racine carrée . ... admet une réciproque les courbes de la fonction et de sa réciproque sont symétriques par.



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domaine opérations

périodicité



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Généralités sur les fonctions

Soit i la fonction racine carrée i : x ? x. On peut alors définir une fonction appelée bijection réciproque ou fonction réciproque de f .



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Fonctions réciproques et aspects graphiques - Maxicours

Les fonctions carré et racine carrée sont des fonctions réciproques équivaut à Les fonctions exponentielle et logarithme népérien sont des fonctions 



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La fonction carré admet une fonction réciproque sur [0 ; ?[ la fonction racine carrée 2_ La fonction exponentielle La fonction logarithme népérien est 

  • Quelle est la formule de la réciproque ?

    La relation réciproque d'une fonction f de X dans Y est la relation notée f-1, de Y dans X, telle que, pour tous les éléments du domaine de f, si y = f(x), alors x = f -1(y).

  • Quel est l'inverse de la racine carré ?

    On convient d'appeler l'opposé de la racine carrée de a la racine carrée négative de a. La racine carrée négative de a est notée – a. Ex. : La racine carrée négative de 36, notée – 36, est –6.

  • Comment trouver la réciproque de la fonction ?

    La réciproque d'une fonction f s'obtient en intervertissant les valeurs de x et de y puis en isolant y . Elle se note f?1 . On obtient le graphique d'une réciproque en faisant subir à notre fonction une réflexion par rapport à l'axe y=x .

  • Résoudre une équation racine carrée

    1Isoler la ou l'une des racine(s) carrée(s).2Vérifier si la racine carrée est supérieure ou égale à 0 et calculer la restriction, au besoin.3Élever au carré les 2 membres de l'équation.4Résoudre l'équation.5Valider la ou les solution(s).6Donner l'ensemble-solution.
1

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Tout le cours en vidéo : https://youtu.be/VJns0RfVWGg En 1614, un mathématicien écossais, John Napier (1550 ; 1617) ci-contre, plus connu sous le nom francisé de Neper publie " Mirifici logarithmorum canonis descriptio ». Dans cet ouvrage, qui est la finalité d'un travail de 20 ans, Neper présente un outil permettant de simplifier les calculs opératoires : le logarithme. Neper construit le mot à partir des mots grecs " logos » (logique) et arithmos (nombre). Toutefois cet outil ne trouvera son essor qu'après la mort de Neper. Les mathématiciens anglais Henri Briggs (1561 ; 1630) et William Oughtred (1574 ;

1660) reprennent et prolongent les travaux de Neper.

Les mathématiciens de l'époque établissent alors des tables de logarithmes de plus en plus précises.

L'intérêt d'établir ces tables logarithmiques est de permettre de substituer une multiplication par une addition

(Partie 3). Ceci peut paraître dérisoire aujourd'hui, mais il faut comprendre qu'à cette époque, les calculatrices

n'existent évidemment pas, les nombres décimaux ne sont pas d'usage courant et les opérations posées telles

que nous les utilisons ne sont pas encore connues. Et pourtant l'astronomie, la navigation ou le commerce

demandent d'effectuer des opérations de plus en plus complexes.

Partie 1 : Fonction réciproque

Exemple :

Dire que 9 est l'image de 3 par la fonction carré, revient à dire que 3 est l'image de 9 par la

fonction racine carrée.

On note : 3

=9⟺ 9=3.

On a également : 5

=25⟺ 25=5.
De façon générale, pour tout réel et positifs, on a :

Dans ce cas, on dit que la fonction ⟼

est réciproque de la fonction ⟼ pour des valeurs de positives.

On dit également que les fonctions carré et racine carrée sont réciproques l'une de l'autre

pour des valeurs de positives. 2

Les courbes représentatives des fonctions carré et racine carrée sont symétrique l'une de

l'autre par rapport à la droite d'équation = pour des valeurs de positives. Définition : Soit une fonction continue et strictement monotone sur un intervalle.

On appelle fonction réciproque de , la fonction telle que : )=⟺)=.

Propriété : Les courbes représentatives de deux fonctions réciproques sont symétriques

l'une de l'autre par rapport à la droite d'équation =. Méthode : Déterminer la fonction réciproque d'une fonction

Vidéo https://youtu.be/bgINubYekqo

Soit la fonction définie sur ℝ par =3-4. Déterminer la fonction réciproque de la fonction .

Correction

On pose :

Soit : 3-4=

3=+4

1 3 4 3 1 3 4 3

Soit encore :

= avec : 1 3 4 3 est la fonction réciproque de la fonction . Partie 2 : Fonction exponentielle et fonction logarithme

1) Rappels concernant la fonction exponentielle

Propriétés : La fonction exponentielle est définie, continue, dérivable, strictement croissante et convexe sur ℝ.

On a :

3

Propriétés :

=1 >0 , avec ∈ℕ

2) Définition de la fonction logarithme népérien

La fonction exponentielle est continue et strictement croissante sur ℝ, à valeurs dans

0;+∞

D'après le théorème des valeurs intermédiaires, pour tout réel de

0;+∞

l'équation = admet une unique solution dans ℝ.

Définitions : On appelle logarithme népérien d'un réel strictement positif , l'unique

solution de l'équation =. On la note ln. La fonction logarithme népérien, notée , est la fonction définie sur

0;+∞

, par ⟼ln)

Remarques :

- Les fonctions et sont réciproques l'une de l'autre.

1 2 0 2)

1 2 expln 4 - Les courbes représentatives des fonctions et sont symétriques par rapport à la droite d'équation =.

A noter :

Dans le domaine scientifique, on utilise la fonction logarithme décimale, notée log, et définie par : log)= Propriétés de ln liées à la fontion exp : a) Pour >0 : = ⇔=ln) b) ln1)=0 ; ln)=1 ; lnL 1 M=-1 c) ln d) Pour >0 :

Démonstrations :

a) Par définition b) - =1 donc d'après a, on a : ln1)=0 = donc d'après a, on a : ln)=1 1 donc d'après a, on a : lnL 1 M=-1 c) Si on pose = , d'après a, on a : =ln)=ln d) Si on pose =ln), d'après a, on a : = Partie 3 : Propriétés de la fonction logarithme népérien

1) Relation fonctionnelle

Théorème : Pour tous réels et strictement positifs, on a : ln =ln)+ln)

Démonstration :

Donc : ln

=ln)+ln) 5 Remarque : Voici comment Neper transformait un produit en somme : Celui qui aurait, par exemple, à effectuer 36×62, appliquerait la formule précédente, soit : log

36×62

=log 36
+log 62
≈1,5563+1,7924 (à, l'aide de la table ci-contre) L'addition étant beaucoup plus simple à effectuer que la multiplication, on trouve facilement : En cherchant à nouveau dans la table le logarithme égal à 3,3487, on trouve 2232, soit : 36×62=2232.

2) Conséquences

Corollaires : Pour tous réels et strictement positifs, on a : a) lnL 1

M=-ln)

b) lnL

M=ln)-ln)

c) lnU V= 1 2 ln) d) ln )=ln), avec entier relatif

Démonstrations :

a) lnL 1

M+ln)=lnL

1

×M=ln1)=0 donc lnL

1

M=-ln)

b) lnL

M=lnL×

1

M=ln)+lnL

1

M=ln)-ln)

c) 2lnU V=lnU V+lnU V=lnU V=ln) donc lnU V= 1 2 ln) d) On démontre ce résultat par récurrence le cas où est un entier naturel.

L'initialisation est triviale.

La démonstration de l'hérédité passe par la décomposition : ln 1&% )=ln 1 =ln 1 +1 ln) Méthode : Simplifier une expression contenant des logarithmes

Vidéo https://youtu.be/HGrK77-SCl4

Simplifier les expressions suivantes :

=lnU3-

5V+lnU3+

2

Correction

=lnU3-

5V+lnU3+

6 =lnU3- 5VU3+

5V=ln2

2 )+ln5)-ln3 =ln 9-5 =ln4) =ln] 2 3 ×5 3 2 ^=lnL 40
9 M =ln 2 =2-ln2)+1=3-ln2)

3) Équations et inéquations

Propriétés : Pour tous réels et strictement positifs, on a : a) ln =ln ⟺= b) ln Vidéo https://youtu.be/lCT-8ijhZiE a) Résoudre l'équation =5. b) Résoudre l'équation ln)=2 dans l'intervalle =

0;+∞

c) Résoudre l'équationln -3 +ln

9-

=0 dans l'intervalle =]3;9[. d) Résoudre l'équation ln=ln3+1) dans l'intervalle =

0;+∞

Correction

a) =5 ,-(3) +1=ln5) =ln5)-1 b) On résout l'équation dans l'intervalle =

0;+∞

, car la fonction ln est définie pour >0. ln)=2 ln)=ln

La solution est donc

car elle appartient à l'intervalle =

0;+∞

c) On résout l'équation dans l'intervalle = 3;9 , car -3>0 et 9->0.

Soit >3 et <9.

ln -3 +ln

9-

=0 ln -3

9-

=0 ln -3

9-

=ln1 -3

9-

=1 +12-27=1 +12-28=0 7 ∆=12 -4× -1 -28 =32 -12+ 32
-2 =6-2

2et

-12- 32
-2 =6+2 2

Les solutions sont donc 6-2

2 et 6+2

2 car elles appartiennent à l'intervalle =]3;9[.

d) On résout l'équation dans l'intervalle =

0;+∞

, car >0 et 3+1>0. Soit >0. ln=ln3+1) =3+1

2=-1

4 Ce qui est impossible car l'équation est définie sur =

0;+∞

L'équation n'a pas de solution.

Méthode : Résoudre une inéquation avec des logarithmes

Vidéo https://youtu.be/_fpPphstjYw

a) Résoudre l'inéquation +5>4 b) Résoudre l'inéquation ln

6-1

≥2 sur l'intervalle =d 1 6 ;+∞e.

Correction

a) +5>4 -4 >-5 -3 >-5 5 3 ,-4 5 5 3 L'ensemble solution est donc l'intervalle d-∞;lnL 5 3 Me. b) On résout l'inéquation dans l'intervalle =d 1 6 ;+∞e, car 6-1>0. Soit > 1 6 ln

6-1

≥2 ln

6-1

≥ln

6-1≥

6≥

+1 6% 7

L'ensemble solution est donc l'intervalle f

2 +1 6 ;+∞f car il appartient à =d 1 6 ;+∞e. 8 Méthode : Déterminer un seuil pour une suite géométrique

Vidéo https://youtu.be/fm1YBGcix0E

On considère la suite la suite

définie par =5×2 Déterminer le rang à partir duquel ≥10 6

Correction

La suite

est une suite géométrique croissante. On cherche donc le plus petit entier tel que 5×2 ≥10 6

Soit : 2

≥200000 ln2 )≥ln200000 ln2)≥ln200000) ln200000) ln2) Or, &'(4+++++) &'(4) ≈17,6

A partir du rang =18, on a

≥10 6 Partie 4 : Étude de la fonction logarithme népérien

Vidéo https://youtu.be/3KLX-ScJmcI

1) Continuité et dérivabilité

Propriété : La fonction logarithme népérien est continue sur

0;+∞

Propriété : La fonction logarithme népérien est dérivable sur

0;+∞

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