Processing math: 47%
Accueil

Cours de matmatiques TS

Fonction Logaritme Népérien xln(x).

  • Propriétés algébriques de la fonction logarithme népérien.

  • Théoréme définition:

    • Pour tous réels x>0 et y>0 on a ln(xy)=ln(x)+ln(y).
    • Pour tout réel x>0 on a ln(1x)=ln(x).
    • Pour tous réels x>0 et y>0 on a ln(xy)=ln(x)ln(y).
    • Pour tout réel x>0 et pour tout entier naturel p on a ln(xp)=pln(x).
    • Pour tout réel x>0 on a ln(x)=12ln(x).

    Transformer une expression.

    Sans calculatrice, simplifier les expressions suivantes: A=eln(2), B=eln(2)+ln(5), C=e2ln(9) et D=e3ln(5)ln(15).


  • Equations, inéquation logarithmique.

  • Equations du type ef(x)=k.

    Résoudre dans R les équations suivantes:

    • ex=4
    • e3x=0.2
    • e4x+2=2.

    Inéquation de la forme e(f(x))k.

    Résoudre dans R les inéquations suivantes:

    • ex>2
    • e3x1
    • ex+1<3.

    Equations du type ln(f(x))=ln(g(x)).

    Résoudre dans R l'équation ln(x21)=ln(x+5).


    Equations du type ln(f(x))ln(g(x)).

    Résoudre dans R l'équation ln(3x3)ln(x+5).


  • Dérivée de la fonction ln:xln(x), dérivée d'une fonction xlnu(x).

    Dérivée de la fonction ln:xln(x).

    La fonction ln est dérivable sur ]0;+[ et ln(x)=1x.


    Dérivée de la fonction x\to\ln[u(x)].

    Soit u une fonction dérivable sur un intervalle I et strictement positive sur I, alors la fonction x\to\ln[u(x)] est dérivable sur I et pour tout x\in I on a: (\ln\circ u)^{'}(x)=\dfrac{u^{'}(x)}{u(x)}.

    Exercice:

    Calculer la fonction dérivée des fonctions suivantes, on indiquera aussi l'intervalle de dérivation.
    f(x)=\ln(2x+6), g(x)=\ln(4-x^2) et h(x)=\ln(x(x-1)).


  • Calculs des limites du logarithme en 0 et +\infty.

    Théoréme.

    \displaystyle\lim_{x\to +\infty}\ln(x)=+\infty\displaystyle\lim_{x\to 0^+}\ln(x)=-\infty

  • Croissance comparée du logarithme et x.

    Théoréme.

    \displaystyle\lim_{x\to+\infty}\dfrac{\ln(x)}{x}=0\displaystyle\lim_{x\to 0^+}x\ln(x)=0
    \displaystyle\lim_{x\to 1}\dfrac{\ln(x)}{x-1}=1\displaystyle\lim_{x\to 0^+}\dfrac{\ln(x+1)}{x}=1
  • Exemples de calculs de limites.

  • \displaystyle\lim_{x\to 0^+}\frac{2x+1}{\ln(x)}\displaystyle\lim_{x\to+\infty}(\ln(x)-x)
    \displaystyle\lim_{x\to+\infty}\dfrac{\ln(x)+x}{x}\displaystyle\lim_{x\to+\infty}\dfrac{\ln(x)}{3x+2}
    \displaystyle\lim_{x\to+\infty}\dfrac{\ln(x)}{\ln(x)+x}\displaystyle\lim_{x\to 0}e^{x^2\ln(2x)}

  • Etude des fonctions comportant la fonction logarithme.

  • Exercices.

    Etudier les variations des fonctions f suivantes. Calculer les limites de $f aux bornes du domaine.

    • Soit f la fonction définie sur ]0;+\infty[ par f(x)=2x-4-7\ln(x).

    • Soit f la fonction définie sur ]0;+\infty[ par f(x)=x(\ln(x)-3).

  • Logarithme décimal, utilisation en physique-chimie.

    Définition.

    On appelle fonction logarithme décimal la fonction notée \log définie sur ]0;+\infty[ par: \log(x)=\dfrac{\ln(x)}{\ln(10)}.

    Proposition.

    • \log(10)=1 et \log(1)=0.
    • La fonction \log est continue et dérivable sur ]0;+\infty[.
    • La fonction \log est strictement croissante sur ]0;+\infty[.
    • Pour tout a,b\in]0;+\infty[ on a:
      • \log(a\times b)=\log(a)+\log(b).
      • \log\bigg(\dfrac{a}{b}\bigg)=\log(a)-\log(b).
      • \log(a^n)=n\log(a).
    • Pour tout x\in]0;+\infty[ on a \log^{'}=\dfrac{1}{\ln(10)}\times\dfrac{1}{x}.

    Remarque.

    Par exemple en chimie on a la formule suivante, reliant le PH et la concentration en ion H_3O^+ exprimée en mol.l^{-1}:
    PH=-\log([H_3O^+]).