Logarithme naturel

pour tout t dans l’intervalle [4 ; 10], l’expression de f est : f (t) = 0,005 × (2,2) t a. Calculer la valeur arrondie au millième de f (4). b. Déduire du a. le nombre de bactéries par unité de volume à l’instant t = 4. c. Utiliser la fonction logarithme décimal pour résoudre dans l’intervalle [4 ; 10] l’équation : f (t) = 0,5 Donner la valeur exacte de la solution puis sa valeur arrondie au centième. On retrouve ainsi, par le calcul, le résultat obtenu graphiquement à la question 1.a) Les compétences

Le logarithme naturel ou logarithme népérien est, en mathématiques, la fonction logarithme de base e, c'est-à-dire que le logarithme naturel de x est la puissance à laquelle il faut élever e pour trouver x. On peut en effet définir cette fonction comme la primitive sur ]0,+∞[ et qui s'annule en 1 de la fonction inverse f(x)=\displaystyle \dfrac{1}{x}, et en déduire que sa bijection réciproque est la fonction exponentielle. Cette fonction est notée l. ou l, en tout cas dès le début du XVIIIe siècle1

exp(x). On peut donc définir la fonction réciproque de la fonction exponentielle, qui à tout réel y strictement positif associe le réel x tel que y = exp(x). Cette fonction, donc définie sur ] 0 ; [pic][ et à valeurs dans R est appelée : fonction logarithme népérien et notée ln. [pic] Tout nombre réel y strictement positif peut donc s’écrire sous forme exponentielle : y = esp (x) avec x = ln y Autrement dit : Tout nombre réel y > 0 peut s’écrire :  y = eln y Il faut également connaître

4 4 Aire du triangle gris  ∫1 ln(x)dx  aire du rectangle 4 3 × ln(4)  ∫1 ln(x)dx  3 × ln (4) 2 4 3 × ln(2)  ∫1 ln(x)dx  6 × ln (2) 8   Avec f (x) = x ln x – x, on a f ’ (x) = ln x. La fonction f 8  est donc une primitive de la fonction logarithme népérien sur ]0 ; + [. 9 9  a) f (x) = 2x – 2 b) Pour tout x de , F’ (x) = 2x – 2 = f (x) et F(0) = 02 – 2 × 0 = 0. c) et d) ᏯF ᏯG 1 1 1 +2− +2= 4 4 4 3 3 5 45 5 c) ∫1 5xdx = ⎡ x2 ⎤ = − = 20 ⎣2 ⎦ 1 2 2 4 1 5 1 5 4 d) ∫ −2 u + du = ⎡ u 2 +

le site du cours de Maths : http://mathjeandu.perso.sfr.fr  Les corrections seront également bientôt disponibles à cette même adresse. • • • • • • • • • • • • • • ET1 : Suites et récurrence. ET2 : Suites et probas. ET3 : Suites et intégrales. ET4 : Étude de fonction logarithme. ET5 : Étude de fonction exponentielle. ET6 : Nombres complexes et géométrie. ET7 : Nombres complexes et transformations. ET8 : Probabilités conditionnelles. ET9 : Probabilités et variables aléatoires discrètes. ET10 : Probabilités et variables aléatoires continues

chaque point de Ι. Par définition, la fonction dérivée f’ est la fonction qui à tout réel x de l’intervalle I associe f’(x), nombre dérivé de f en x. • Les fonctions polynômes et les fonctions exponentielles sont dérivables sur R. • La fonction logarithme népérien, la fonction racine carrée et les fonctions x ↦ xα (avec α > 0) sont dérivables sur ]0 ; +∞[. A retenir sur le fascicule de TD • Les dérivées des fonctions usuelles et leurs domaines de validité. • Les formules de dérivation d’une somme

1er mars 2 011 Exercice : Formule de l’exponentielle Soit un réel. ( ) la proposition « e = (e ) ». Démontrons-la par récurrence sur ℕ. Pour tout entier naturel , on note Initialisation : Pour donc = 0, on a e0× = e0 = 1 = (e )0 (0) est vraie. ( ) vraie et montrons qu’alors ( + 1) l’est aussi. Hérédité : Soit un entier naturel. Supposons Il vient alors e( +1) = e = e + ×e 1 +1 d’après les formules algébriques de la fonction exponentielle puisque ( ) est supposée vraie

Fiche 3 : Exponentielles, logarithmes I - Fonction exponentielle népérienne Théorème et définition Il existe une unique fonction f dérivable sur telle que : f’ = f et f(0) = 1 On la nomme fonction exponentielle népérienne et on la note exp. Propriétés immédiates La fonction exp est strictement positive sur R. La fonction exp est dérivable sur et : exp’(x) = exp(x) pour tout x réel. La fonction exp est strictement croissante sur R. Le nombre e. Notation xe On désigne le réel exp(1) par

g'x=ex-x ; or ex>x donc g'x>0 d’où le tableau : Donc pour tout x>0 on a gx>0 donc ex>x²2 donc exx>x2 Par th de comparaison : limx→+∞exx=+∞ En - ∞ : on pose X = - x alors limx⟶-∞X=+∞ et limX⟶+∞-XeX=0 donc par composée : limx→-∞xex=0 La fonction logarithme « la fonction ln est strictement croissante sur ]0 ;+∞[» Soit a et b dans ]O ;+∞[ avec alneA⟹lnx>A donc limx→+∞lnx=+∞ En 0 : on pose X=1x donc limx→0x>0X=+∞ donc limX→+∞lnX=+∞d’où limx⟶0x>0lnX=+∞ (par composée) donc limx⟶0x>0-lnX=-∞ or lnx=-ln1X=-lnX

= ½ x -∞ 0 +∞ f(x) 0 +∞ -∞ 0 La fonction inverse est représentée par une courbe appelée hyperbole d'équation y = 1/x. Cette courbe admet l'origine du repère comme centre de symétrie. 6/ La fonction logarithme népérien La fonction logarithme népérien, noté ln, est la fonction définie et dérivable sur ] 0 ; +∞ [ telle que ln'x = 1/x et ln1 = 0 On dit aussi que la fonction ln est primitive sur ] 0 ; +∞ [ de la fonction qui à x associé 1/x qui s'annule en 1. Sens