Fonction exponentielle

Etude de fonctions - Exercice 3

10 min
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Question 1
On considère la fonction ff définie sur R\mathbb{R} par : f(x)=e2x+4ex6xf\left(x\right)=e^{2x}+4e^{x}-6x

Calculer f(x)f'\left(x\right) et vérifier que : f(x)=2(ex1)(ex+3)f'\left(x\right)=2\left(e^{x} -1\right)\left(e^{x} +3\right)

Correction
ff est dérivable sur R\mathbb{R}.
On a :
f(x)=2e2x+4ex6f'\left(x\right)=2e^{2x}+4e^{x}-6
Appelons g(x)=2(ex1)(ex+3)g\left(x\right)=2\left(e^{x} -1\right)\left(e^{x} +3\right) nous allons développer cette expression.
g(x)=2(ex1)(ex+3)g\left(x\right)=2\left(e^{x} -1\right)\left(e^{x} +3\right) équivaut successivement à :
g(x)=2(ex×ex+3exex3)g\left(x\right)=2\left(e^{x} \times e^{x} +3e^{x} -e^{x} -3\right)
g(x)=2(e2x+2ex3)g\left(x\right)=2\left(e^{2x} +2e^{x} -3\right)
g(x)=2e2x+4ex6g\left(x\right)=2e^{2x} +4e^{x} -6
g(x)=f(x)g\left(x\right)=f'\left(x\right)

Question 2

Dresser les variations de ff sur R\mathbb{R}.

Correction
Nous avons montré que pour tout réel xx on a : f(x)=2(ex1)(ex+3)f'\left(x\right)=2\left(e^{x} -1\right)\left(e^{x} +3\right)
Or, pour tout réel xx, on sait que 3>03>0 et ex>0e^{x}>0 ou encore ex+3>0e^{x}+3>0.
Il en résulte que le signe de ff' dépend du signe de ex1e^{x}-1.
Ainsi :
ex10e^{x}-1\ge 0 équivaut successivement à :
ex1e^{x}\ge 1
exe0e^{x}\ge e^{0}
x0x\ge 0 . Cela signifie que ex1e^{x}-1 est positive ou nulle dès que x0x\ge 0.
Autrement dit, f(x)0f'\left(x\right)\ge 0 dès que x0x\ge 0 et f(x)0f'\left(x\right)\le 0 dès que x0x\le 0.
Nous traduisons cela dans un tableau de variation :