[PDF] Fonctions circulaires et hyperboliques inverses



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FONCTIONS HYPERBOLIQUES 4 - univ-tlnfr

4 La fonction cosinus hyperbolique (): 2 x x f ee xychx − → + == \\ 6 La fonction ychx= ()est une fonction PAIRE Cette fonction est continue et définie sur \ et sa dérivée s'écrit : (ch x sh x( ))' = ( ) 5 La fonction sinus hyperbolique (): 2 x x f ee xyshx − → − == \\ 6 La fonction yshx= ()est une fonction IMPAIRE Cette



FORMULAIRE SUR LES FONCTIONS HYPERBOLIQUES

3 Identit e hyperbolique : ch2x sh2x = 1 4 Expression de shx et thx en fonction de chx et de chx et cothx en fonction de shx : shx = p ch2x 1 chx = p sh2x+ 1 thx = r 1 1 cos2 x cotx = r 1 + 1 sin2 x 5 Relation avec l’exponentiel : chx+ shx = e xet chx shx = e 6 Formule de puissance : (chx+ shx)n = ch(nx) + sh(nx) pour tout n 2N 7



Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

Indication 4 On compose les ´equations par la bonne fonction, par exemple sinus pour la premi`ere Indication 5 Faire une ´etude de fonction Indication 6 1 Regarder ce qui se passe en deux valeurs oppos´ees x et −x 2 Poser X = ex Indication 9 Montrer que l’´equation xy = yx est ´equivalente a lnx x = lny y, puis ´etudier la



Tableaux des dérivées et primitives et quelques formules en

Fonctions usuelles : logarithme et exponentielle, fonction puissance, fonctions circulaires et leurs réciproques Définition 1 (Logarithme) On définit ln :]0;+1[R comme la primitive de x7



Formulaire de dérivées - MATHEMATIQUES

Fonction Dérivée Domaine de dérivabilité fn, n ∈ N∗ nf′fn−1 en tout réel où f est dérivable 1/f − f′ f2 en tout réel où f est dérivable et non nulle 1 fn, n ∈ N∗ − nf′ fn+1 en tout réel où f est dérivable et non nulle fn, n ∈ Z∗ nf′fn−1 √ f f′ 2 √ f en tout réel où f est dérivable et strictement



Growth models and longevity of freshwater pearl mussels

lanffy et une fonction hyperbolique Ces populations atteignent la plus petite taille maximale (90,5 mm), la durée de vie la plus courte (35 ans) et le taux de croissance le plus élevé ( k du modèle de von Bertalanffy en moyenne



Fonctions élémentaires

Fonctions élémentaires Pascal Lainé 3 Exercice 13 Soit )la fonction numérique définie par : ( )=2cos( +sin2 ) 1 Déterminer l'ensemble de définition de , sa période et sa parité



UNE CHAINETTE - Accueil

La fonction « cosinus hyperbolique » ch est la fonction définie sur par ch(x) = e +e Soient la courbe respective de ch dans un repère orthonormal du plan 1 a Montrer que la fonction ch est paire, c’est-à-dire que pour tout réel x, ch( −x) = ch(x) C4 b Traduire le fait que ch est paire graphiquement C3 2 a



Manuel Enrouleur/dérouleur pour MOVIDRIVE MDX61B

l’aide d’un tableau, soit à partir d’une fonction d’allure hyperbolique • Détermination des valeurs de frottement : les valeurs du frottement liées à la vitesse des éléments mécaniques et du réducteur peuvent être déterminées en mode apprentissage La connaissance de ces indices est nécessaire pour la déter-

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Biblioth`eque d"exercices

´Enonc´es

L1Feuille n◦14Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

1 Fonctions circulaires inverses

Exercice 1Une statue de hauteursest plac´ee sur un pi´edestal de hauteurp.`A quelle distance

doit se placer un observateur (dont la taille est suppos´ee n´egligeable) pour voir la statue sous

un angle maximal? Exercice 2D´emontrer les in´egalit´es suivantes :

Arcsina >a⎷1-a2si 0< a <1;

Arctana >a1 +a2sia >0.

Exercice 3

´Ecrire sous forme d"expression alg´ebrique

sin(Arccosx),cos(Arcsinx),sin(3Arctanx). Exercice 4R´esoudre les ´equation suivantes :

Arcsinx= Arcsin25

+ Arcsin35 ,Arccosx= 2Arccos34

Arctanx= 2Arctan12

Exercice 5V´erifier

Arcsinx+ Arccosx=π2

,Arctanx+ Arctan1x = sgn(x)π2

2 Fonctions hyperboliques et hyperboliques inverses

Exercice 61. Montrer qu"il n"existe pas de fonctionf: [1;+∞[→Rv´erifiant : ?x?R,f(chx) =ex.

2. D´eterminer toutes les fonctionsf:R+?→Rtelles que :

?x?R,f(ex) = chx.

Pr´eciser le nombre de solutions.

3. D´eterminer toutes les fonctionsf:R+→Rtelles que :

?x?R,f(ex) = chx. Pr´eciser le nombre de solutions; y a t-il des solutions continues surR+? 1

Exercice 7Calculer :

lim x→∞ex(ch3x-sh3x) et limx→∞(x-ln(chx)).

Exercice 8Les r´eelsxety´etant li´es par

x= ln? tan?y2 +π4 calculer chx,shxet thxen fonction dey. Exercice 9R´esoudre l"´equationxy=yxo`uxetysont des entiers positifs non nuls. 2

Biblioth`eque d"exercicesIndications

L1Feuille n◦14Fonctions circulaires et hyperboliques inverses Indication 1Faire un dessin. Remarquer que maximiser l"angle d"observationαrevient `a maximiser tanα. Puis calculer tanαen fonction de la distance et ´etudier cette fonction.

Indication 2On pourra ´etudier les fonctions d´efinies par la diff´erence des deux termes de

l"in´egalit´e. Indication 3Il faut utiliser les identit´es trigonom´etriques classiques. Indication 4On compose les ´equations par la bonne fonction, par exemple sinus pour la premi`ere.

Indication 5Faire une ´etude de fonction.

Indication 61. Regarder ce qui se passe en deux valeurs oppos´eesxet-x.

2. PoserX=ex.

Indication 9Montrer que l"´equationxy=yxest ´equivalente `alnxx =lnyy , puis ´etudier la fonctionx?→lnxx 1

Biblioth`eque d"exercicesCorrections

L1Feuille n◦14Fonctions circulaires et hyperboliques inverses Correction 1On notexla distance de l"observateur au pied de la statue. On noteαl"angle d"observation de la statue seule, etβl"angle d"observation du piedestal seul. Nous avons le deux identit´es : tan(α+β) =p+sx ,tanβ=px En utilisante la relation tan(α+β) =tanα+tanβ1-tanα·tanβon obtient tanα=sxx

2+p(p+s).

Maintenant l"angleα?[0,π2

[ et la fonction tan est croissante sur cet intervalle, donc maximiserα est ´equivalent `a maximiser tanα.´Etudions la fonctionf(x) =sxx

2+p(p+s)d´efinie surx?[0,+∞[.

Apr`es calculsf?ne s"annule qu"enx0=?p(p+s) qui donne le maximum def(en 0 et +∞ l"angle est nul). Donc la distance optimiale de vision estx0=?p(p+s). En compl´ement on peut calculer l"angle maximumα0correspondant : par la relation tanα0= f(x0) =s2 ⎷p(p+s), on obtientα0= arctans2 ⎷p(p+s). Correction 21. Soitf(a) = Arcsina-a⎷1-a2sur ]0,1[,f?(a)?0 (faite le calcul!) doncf est strictement croissante etf(0) = 0 doncf(a)>0 pout touta?]0,1[.

2.g(a) = Arctana-a1+a2alorsg?(a) =11+a2-1+a2(1+a2)2=2a2(1+a2)2>0 Doncgest strictement

croissante etg(0) = 0 doncgest strictement positive sur ]0,+∞[. Correction 31. sin2y= 1-cos2ydonc siny=±?1-cos2y. Donc sinarccosx= ±⎷1-cos2arccosx=±⎷1-x2et comme arccosx?0 on a sinarccosx= +⎷1-x2.

2. De la mˆeme mani`ere cosarcsinx= +⎷1-x2.

3. On utilise 1+tan

2x=1cos

2x=11-sin2xce qui permet d"avoir sin2x= 1-11+tan

2x. Ensuite

on calcule tan3yen utilisant deux fois la formule de tan(a+b) on trouve tan3y=

3tany-(tany)31-3(tany)2. Cela permet d"avoir

sin(3arctanx) = 4x(1 +x2)3/2-x⎷1 +x2. Correction 41. En prenant le sinus de l"´equation Arcsinx= Arcsin25 +Arcsin35 on obtient x= sin(Arcsin25 + Arcsin35 ), doncx=25 cosArcsin35 +35
cosArcsin25 . En utilisant la formule cosarcsinx= +⎷1-x2. On obtientx=25 45
+35
?21 25
=825 +3⎷21 25

2. En prenant le cosinus de l"´equation Arccosx= 2Arccos34

on obtientx= cos(2Arccos34 on utilise la formule cos2u= 2cos2u-1 et on arrive `a :x= 2(34 )2-1 =18

3. En prenant la tangente et `a l"aide de tan(a+b) =···on obtient :x= tan2Arctan12

=43 1 Correction 51. Soitfla fonction sur [-1,1] d´efinie parf(x) = Arcsinx+Arccosxalors f ?(x) = 0 pourx?]-1,1[ doncfest une fonction constante sur [-1,1] (car continue aux extr´emit´es). Orf(0) =π2 donc pour toutx?[-1,1],f(x) =π2

2. Soitg(x) = Arctanx+ Arctan1x

, la fonction est d´efinie sur ]- ∞,0[ et sur ]0,+∞[. On ag?(x) = 0 doncgest constante sur chacun des ses intervalle de d´efinition.g(x) =c1 sur ]- ∞,0[ etg(x) =c2sur ]0,+∞[. En calculantg(1) etg(-1) on obtientc1=-π2 et c

2= +π2

Correction 61. Sifexiste alors pourx= 1 on af(ch1) =eet pourx=-1 on f(ch-1) =f(ch1) = 1/e. Une fonction ne peut prendre deux valeurs diff´erentes au mˆeme point (icit= ch1).

2. NotonsX=ex, l"´equation devient

f(X) =ex+e-x2 =12 (X+1X Comme la fonction exponentielle est une bijection deRsur ]0,+∞[, alors l"unique fa¸con de d´efinirfsur ]0,+∞[ est par la formulef(t) =12 (t+1t

3. Commeexest toujours non nul, alorsfpeut prendre n"importe quelle valeur en 0.f(0) =

c?Retf(t) =12 (t+1t ) pourt >0. Il y a une infinit´e de solutions. Mais aucune de ces solutions n"est continue car la limite def(t) quandt >0 ett→0 est +∞.

Correction 7R´eponses :

1. +∞;

2. ln2.

Correction 8Soitx= ln?tan?y2

+π4 1. chx=ex+1e x2 =tan?y2 +π4 ?+1tan (y2 +π4 )2 =12sin ?y2 +π4 ?cos?y2 +π4 =1sin(y+π2 )=1cos(y).

2. De mˆeme shx= tany.

3. thx= siny.

Correction 9

x y=yx?eylnx=exlny?ylnx=xlny?lnxx =lnyy (la fonction exponentielle est bijective). Etudions la fonctionf(x) =lnxx sur [1,+∞[. f ?(x) =1-lnxx 2>0, doncfest croissante sur [1,e] et d´ecroissante sur [e,+∞[. Donc pourz?]0,f(e) = 1/e[, l"´equationf(x) =za exactement deux solutions, une dans ]1,e[ et une dans ]e,+∞[. Revenons `a l"´equationxy=yx´equivalente `af(x) =f(y). Prenonsyun entier, siy= 1 alors f(y) =z= 0 on doit donc r´esoudef(x) = 0 alorsx= 1; siy= 2 alors il faut r´esoudre l"´equationf(x) =ln22 ?]0,1/e[. Alors d"apr`es l"´etude pr´ec´edente, il existe deux solutions une 2 sur ]0,e[ qui estx= 2 (!) et une sur ]e,+∞[ qui est 4, en effetln44 =ln22 . Soit 22= 22et 2

4= 42.

Siy?3 alorsy > edonc il y a une solutionxde l"´equationg(y) =g(y) dans ]e,+∞quix=y, et une solution dans l"intervalle ]1,e[. Mais commexest un entier alorsx= 2, cas que nous avons d´ej`a ´etudi´e. Conclusion les couples d"entiers qui v´erifient l"´equationxy=yxsont les couples (x,y=x) et les couples (2,4) et (4,2). 3quotesdbs_dbs15.pdfusesText_21