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La fonction exponentielle

🟠 Difficile

Les énoncés sont gratuits, et les 2 premiers corrigés sont offerts. Les autres suivent l'accès à la famille « Exponentielle et logarithme ».

  1. 1

    Calcule la dérivée de la fonction f(x)=e−x2f(x) = e^{-x^{2}}.

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    On applique la formule de la dérivée de eue^{u}, qui vaut u′euu'e^{u}.
    Ici u(x)=−x2u(x) = -x^{2}, donc u′(x)=−2xu'(x) = -2x.
    Donc f′(x)=−2x e−x2f'(x) = -2x\,e^{-x^{2}}. Comme l'exponentielle est positive, le signe est celui de −2x-2x : cette fonction, la fameuse courbe en cloche, croît puis décroît, avec un maximum en 0.

  2. 2

    Résous l'équation e2x−3ex+2=0e^{2x} - 3e^{x} + 2 = 0.

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    On pose X=exX = e^{x}, ce qui est légitime car e2x=(ex)2=X2e^{2x} = \left(e^{x}\right)^{2} = X^{2}. L'équation devient X2−3X+2=0X^{2} - 3X + 2 = 0.
    Le discriminant vaut 9−8=19 - 8 = 1, donc X=1X = 1 ou X=2X = 2.
    On revient à xx : ex=1e^{x} = 1 donne x=0x = 0, et ex=2e^{x} = 2 donne x=ln⁡(2)≈0,69x = \ln(2) \approx 0{,}69. Il y a donc deux solutions. Le changement de variable est le réflexe à avoir devant une équation contenant e2xe^{2x} et exe^{x}.

  3. 3

    Étudie les variations de la fonction f(x)=x e−xf(x) = x\,e^{-x}.

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  4. 4

    Démontre que exe^{x} est strictement positif pour tout réel xx.

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  5. 5

    Donne la limite de exx\dfrac{e^{x}}{x} quand xx tend vers +∞+\infty.

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  6. 6

    Détermine l'équation de la tangente à la courbe de la fonction exponentielle au point d'abscisse 0.

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  7. 7

    Calcule la dérivée de la fonction f(x)=exxf(x) = \dfrac{e^{x}}{x} pour xx non nul.

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  8. 8

    Résous l'inéquation e3x−1⩽ex+5e^{3x-1} \leqslant e^{x+5}.

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  9. 9

    Lève l'indétermination, puis détermine la limite du produit x exx\,e^{x} en −∞-\infty.

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  10. 10

    Démontre que la courbe de la fonction exponentielle est au-dessus de sa tangente au point d'abscisse 0.

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