LOGARITHME NÉPÉRIEN - TuxFamily
À partir de deux nombres aet b, on lit sur les Tables leurs logarithmes lnaet lnb; on calcule facilement lna+lnbqui est égal à ln ab , puis on cherche sur les Tables le nombre qui admet pour logarithme ln ab et qui est bien sûr ab
FONCTION LOGARITHME NEPERIEN EXERCICES CORRIGES
2) Exprimez en fonction de ln 2 et ln 3 les réels suivants : a =ln24 b =ln144 8 ln 9 c = 3) Ecrire les nombres A et B à l'aide d'un seul logarithme : 1 2ln3 ln2 ln 2 A = + + 1 ln9 2ln3 2 B = − Exercice n° 2 Compléter le tableau suivant, à partir de certaines valeurs (arrondies à 0,1) près de la fonction logarithme népérien
Fonction logarithme népérien
Attention : Pas de logarithme de nombres négatifs Il apparaît clairement sur la figure que si , la droite rouge d'équation ne rencontre pas la courbe bleue de l'exponentielle Il n'y a donc pas de point d'intersection donc pas de logarithme pour les nombres négatifs La fonction ln est définie sur l'intervalle
FONCTION LOGARITHME NEPERIEN - Maths & tiques
La fonction logarithme népérien, notée ln, est la fonction : ln: 0;] +∞ →[ℝ xlnx Remarques : - Les fonctions exp et ln sont des fonctions réciproques l'une de l'autre - Les courbes représentatives des fonctions exp et ln sont symétriques par rapport à la droite d'équation y=x - Dans le domaine scientifique, on utilise la
4 Le logarithme népérien des nombres réels strictement positifs
96 Chapitre 4 Le logarithme népérien des nombres réels strictement positifs Énoncés des exercices * Exercice 1 P 00 min En détaillant les calculs, prouver que ee2ln 3 ln 5 ln 2()-=-() 6,5
C TS Exercices sur le logarithme népérien
Exprimons en fonction de ln 2 et de ln 5 les nombres suivants : ln1000 ; 8 ln 25; ln(0,16) On présente les calculs en colonnes ln1000 ln10 3 ln1000 3ln10 ln1000 3ln 2 5 ln1 000 3ln 2 3ln5 ln 1000 3 l n2 ln5 8 ln ln8 ln25 25 8ln 3 2 25 2 ln 5 3ln2 8 ln 2 n 5 4
FONCTION LOGARITHME NÉPÉRIEN
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
La fonction logarithme népérien en STAE
Quelques exercices pour vérifier les connaissances sur la fonction logarithme népérien Exercice 1 Répondre par Vrai ou Faux Vrai Faux ln 2 et ln 1 2 sont deux nombres inverses ln(x) est un nombre positif pour tout réel x strictement positif y=1/x x=3 x=4 L’aire de la surface hachurée est ln 4 3 (unités d'aire)
Analyse Leçon 1 Les Fonctions Logarithmes
2 La fonction Logarithme Népérien ln x e Activité 4 : A la découverte Tout réel strictement positif a un logarithme népérien Pour obtenir le Logarithme Népérien d’un nombre on utilise la touche ln de la calculatrice 1) A l’aide de la calculatrice, calculer pour les valeurs suivantes de x, le nombre ln x log x x = 0,4 x = 0,8
Ressources pour le lycée Histoire de la fonction logarithme
de logarithme Les logarithmes sont les nombres qui a des nombres proportionnels et ont des différences égales C'est Neper qui donne le nom logarithme qui signifie (en grec) nombre de raison : logos : raison, sous-entendu raison de progression arithmétique arithmos : nombre, quantité
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- Logarithme népérien - 1 / 4
LOGARITHME NEPERIEN
La fonction exponentielle est une bijection de IR sur ] 0 ; [. C'est-à-dire que pour tout b ] 0 ; [ , il existe un unique réel a tel que e a = b .On note a = ln b , ce qui se lit logarithme népérien de b . Ainsi à tout réel x strictement positif, on peut associer un unique réel noté ln ( x ).
Définition
On appelle fonction logarithme népérien la fonction qui à un réel x strictement positif, fait correspondre ln ( x ) .
ln : ] 0 ; + [ IR x ln xOn écrit souvent ln x au lieu
de ln ( x )Remarques :
La fonction ln est une bijection de ] 0 ; [ dans IR.L'équivalence x IR
y = ln x y IR ey = x traduit le fait que les fonctions exponentielle et logarithme népérien sont réciproques l'une de l'autre.
Propriétés
Pour tout réel x strictement positif , on a e ln x = xPour tout réel x , on a ln e x = x
ln 1 = 0 ln e = 1Remarque :
La fonction exponentielle transformant une somme en produit, on peut penser que la fonction logarithme népérien qui est sa fonction réciproque,
transforme un produit en somme.2 ) PROPRIETES ALGEBRIQUES
Pour tous réels a et b strictement positifs on a : ln ( a b ) = ln a + ln b On peut généraliser cette propriété à plusieurs nombres. ln 1 a= - ln a ln a b = ln a - ln b ln a = 1 2aPour tout n ZZ , ln a n = n ln a
Preuve :
Les démonstrations se font principalement en utilisant les propriétés de la fonction exponentielle.
e ln a + ln b = e ln a e ln b = a b . Or si e y = x , alors y = ln x . On a donc ln a + ln b = ln (
a b ) e- ln a = 1 e ln a = 1 a donc - ln a = ln 1 a e ln a - ln b =e ln a e ln b = a b donc ln a - ln b = ln a b ln a = ln (a a ) = ln a + ln a = 2 ln a donc ln a = 1 2a Pour tout n ZZ , e n ln a = ( e ln a ) n = a n donc ln a n = n ln a3 ) ETUDE DE LA FONCTION LOGARITHME NEPERIEN
La fonction ln est strictement croissante sur IR+* .La croissance de la fonction ln est lente.
Par exemple : ln ( 10
8 ) 18,42Preuve :
Soit a et b deux réels strictement positifs tels que a < b.Supposons que ln a ln b
La fonction exponentielle étant croissante on aurait e ln a e ln b donc a b ce qui est en contradiction avec l'hypothèse.On ne peut donc pas avoir ln a ln b.
On a donc ln a < ln b
On en déduit que la fonction ln est strictement croissante sur ] 0 ; [. - Logarithme népérien - 2 / 4Conséquences
Pour tous réels strictement positifs a et b
ln a = ln b a = b ln a < ln b a < b ln a ln b a b a > 1 ln a > 0 si 0 < a < 1 alors ln a < 0Propriété
La fonction ln est continue et dérivable sur IR+* et pour tout x IR+* , on a ln ' x = 1 xPreuve :
Démontrons que la fonction ln est continue en 1, c'est-à-dire que lim x 1 ln x = ln 1 ou aussi lim x 1 ln x = 0 Pour tout réel > 0 , on a : - < ln x < e - < x < eEn prenant "assez petit", et en remarquant que e - < 1 < e , on en déduit que ln x est aussi proche de 0 que l'on veut, lorsqu'on prend x
suffisamment proche de 1 .On a donc lim
x 1 ln x = 0 et par conséquent la fonction ln est continue en 1. Démontrons que la fonction ln est dérivable en 1 , pour cela cherchons lim h 0 ln ( 1 + h ) - ln 1 hPour h "assez petit", posons ln ( 1 + h ) = H on a alors 1 + h = e H et par conséquent h = e H - 1
La fonction ln étant continue en 1, lorsque h tend vers 0, ln ( 1 + h ) c'est-à-dire H tend vers 0.
On a ln ( 1 + h ) - ln 1 h = H - 0 e H - 1 0 e H - 1 H 0 H e H - 1 h 0 ln ( 1 + h ) - ln 1 h = 1 La fonction ln est donc dérivable en 1 et son nombre dérivé en 1 est 1. Soit a ] 0 ; [ . Démontrons que la fonction ln est dérivable en a .On peut écrire
ln ( a + h ) - ln a h = ln a + h a = ln 1 + h a = 1 a ln 1 + h aPosons H =
h a . On obtient alors ln ( a + h ) - ln a h = 1 a ln ( 1 + H ) H h tend vers 0, h a tend vers 0, et lim H 0 ln ( 1 + H ) H h 0 ln ( a + h ) - ln a h = 1 a La fonction ln est donc dérivable en a , pour tout a IRDonc ln est dérivable sur IR
+* et pour tout x IR+* , on a ln ' x = 1 xRemarque :
On sait que pour tout x > 0, e ln x = x . Ainsi en utilisant la propriété de dérivation des fonctions composées, on peut écrire pour tout x > 0 :
( e ln x )' = ( ln ' x ) e ln x ( x )' = ( ln ' x ) x ln ' x = 1 xPropriétés
lim x + ln x = + lim x 0+ ln x = -Preuve :
Soit M > 0.
Pour tout x > 0, on a : ln x M x e M
Ainsi, si x e M on a ln x M
Ce résultat est vrai pour tout M > 0 . On en déduit que lim x + ln x = +Pour étudier lim
x 0+ ln x , posons X = 1 x c'est-à-dire x = 1 X x tend vers 0 par valeurs positives X tend vers .On a ln x = ln 1
X x 0+ ln x = lim X + - ln X . On sait que lim X + ln X = donc lim x 0+ ln x = - - Logarithme népérien - 3 / 4Tableau de variations :
Propriétés
lim x 0 ln ( 1 + x ) x = 1 ln ( 1 + x ) a pour approximation affine x au voisinage de 0Preuve :
Déjà vu ! Ce résultat se retrouve facilement en utilisant la définition du nombre dérivé de la fonction ln en 1.
L'approximation affine de ln ( 1 + x ) au voisinage de 0 est ln 1 + ln' 1 h = 0 + h = hPropriétés
lim x + ln x x = 0 lim x 0+ x ln x = 0Au voisinage de l'infini x l'emporte sur ln x.
Preuve :
Pour déterminer lim
x + ln x x , posons X = ln x on a alors e X = x Lorsque x tend vers , ln x tend vers , donc X tend vers .On peut écrire
ln x x = X e X x + ln x x = lim X + X e X e XX donc lim
X + X e X x + ln x x = 0Pour déterminer lim
x 0+ x ln x , posons X = 1 x on a alors x = 1 X x tend vers 0 par valeurs positives , 1 x tend vers +, donc X tend versOn peut écrire x ln x = 1
X ln X X - ln X X x 0+ x ln x = 0Représentation graphique :
On a vu que lim
x 0+ ln x = - La courbe de la fonction logarithme népérien a pour asymptote verticale l'axe ( Oy ) On a vu que ln ( 1 + x ) a pour approximation affine x au voisinage de 0 . La courbe a pour tangente au point d'abscisse 1 la droite T d'équation y = x - 1En étudiant x
ln x - ( x - 1 ) , on peut justifier que la courbe se situe au-dessous de cette tangente.Les fonctions exponentielle et logarithme népérien étant réciproques l'une de l'autre, leurs courbes dans
un repère orhtonormal sont symétriques par rapport à la droite d'équation y = x .Propriété
Si u est une fonction dérivable et strictement positive sur un intervalle I, la fonction ln o u qui à x associe ln (u ( x )) est dérivable sur I, et pour toux x I , on a : ( ln o u ( x ) ) ' = u' ( x ) u ( x )Preuve :
La fonction ln est dérivable sur ] 0 ; + [ et la fonction u est dérivable et strictement positive sur I . On en déduit que la fonction ln o u est dérivable
sur I, et pour toux x I , on a : ( ln o u ( x ) ) ' = u ' ( x ) ln ' o u ( x ) = u' 1 u ( x ) u' ( x ) u ( x ) x 0 ln - Logarithme népérien - 4 / 4 4 ) LOGARITHME DECIMALLa fonction logarithme népérien est particulièrement intéressante du fait de sa propriété de transformation d'un produit en somme. Mais comme on
utilise, pour écrire les nombres, le système décimal, on lui préfère parfois une autre fonction possédant la même propriété de transformation de
produit en somme mais prenant la valeur 1 lorsque x = 10 (et donc la valeur 2 lorsque x = 100, la valeur 3 lorsque x = 1000 etc...)
Cette fonction sera appelée fonction logarithme décimal ou fonction logarithme de base 10.