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La fonction logarithme népérien

🟠 Difficile

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  1. 1

    Résous l'équation ln(3x2)=ln(x+6)\ln(3x - 2) = \ln(x + 6).
    a) Donne les conditions d'existence.
    b) Résous et vérifie que la solution convient.

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    a) Il faut 3x2>03x - 2 > 0, soit x>23x > \frac{2}{3}, et x+6>0x + 6 > 0, soit x>6x > -6.
    Au total : x>23x > \frac{2}{3}.

    b) La fonction ln\ln étant strictement croissante, elle est injective : 3x2=x+63x - 2 = x + 6.
    Donc 2x=82x = 8 et x=4x = 4.
    Cette valeur vérifie bien x>23x > \frac{2}{3} : S={4}S = \{4\}.

  2. 2

    Résous l'équation lnx+ln(x3)=ln10\ln x + \ln(x - 3) = \ln 10.
    a) Donne les conditions d'existence, puis transforme l'équation.
    b) Résous et conclus.

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    a) Il faut x>0x > 0 et x3>0x - 3 > 0, donc x>3x > 3.
    La somme de deux logarithmes est le logarithme du produit : ln(x(x3))=ln10\ln\big(x(x-3)\big) = \ln 10.

    b) Donc x23x=10x^{2} - 3x = 10, soit x23x10=0x^{2} - 3x - 10 = 0.
    Δ=9+40=49\Delta = 9 + 40 = 49, d'où x=5x = 5 ou x=2x = -2.
    Seul x=5x = 5 vérifie la condition x>3x > 3 : S={5}S = \{5\}.

  3. 3

    Résous l'inéquation lnx3\ln x \le 3.
    a) Donne l'ensemble des solutions.
    b) Résous ensuite ln(2x+1)>0\ln(2x + 1) > 0.

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  4. 4

    Résous l'équation e2x7ex+12=0e^{2x} - 7e^{x} + 12 = 0.
    a) Pose X=exX = e^{x} et résous l'équation obtenue.
    b) Reviens à xx et donne les solutions.

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  5. 5

    Soit f(x)=ln(5x2+2)f(x) = \ln(5x^{2} + 2), définie sur R\mathbb{R}.
    a) Calcule f(x)f'(x).
    b) Étudie les variations de ff et donne son minimum.

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  6. 6

    Soit f(x)=xlnxxf(x) = x\ln x - x, définie sur ]0;+[]0 \,;\, +\infty[.
    a) Calcule et simplifie f(x)f'(x).
    b) Étudie les variations de ff et donne son minimum.

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  7. 7

    Résous l'inéquation ln(x1)+ln(x+2)ln4\ln(x - 1) + \ln(x + 2) \le \ln 4.
    a) Donne les conditions d'existence.
    b) Résous l'inéquation.

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  8. 8

    On considère l'équation 2x=502^{x} = 50.
    a) Résous-la à l'aide du logarithme népérien.
    b) Donne la valeur exacte puis une valeur approchée au centième.

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  9. 9

    Un capital placé à 4 % par an est multiplié par 1,04n1{,}04^{n} au bout de nn années.
    a) Écris l'inéquation traduisant « le capital a doublé ».
    b) Résous-la à l'aide du logarithme.

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  10. 10

    Soit f(x)=lnxxf(x) = \frac{\ln x}{x}, définie sur ]0;+[]0 \,;\, +\infty[.
    a) Calcule f(x)f'(x).
    b) Détermine le maximum de ff.

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