Fonction exponentielle

Savoir résoudre des équations avec les exponentielles - Exercice 4

15 min
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Résoudre les équation suivantes sur R\mathbb{R}.
Question 1

e2x+2ex3=0e^{2x} +2e^{x} -3=0

Correction
On écrit l'équation e2x+2ex3=0e^{2x} +2e^{x} -3=0 sous la forme (ex)2+2ex3=0\left(e^{x} \right)^{2} +2e^{x} -3=0
On va effectuer un changement de variable. On pose X=exX=e^{x}
Il en résulte que {X2+2X3=0X=ex\left\{\begin{array}{c} {X^{2} +2X-3=0} \\ {X=e^{x} } \end{array}\right. .
On utilise le discriminant
Δ=16\Delta =16
.
Il existe donc deux racines réelles distinctes notées X1X_{1} et X2X_{2} tels que
X1=bΔ2aX_{1} =\frac{-b-\sqrt{\Delta } }{2a} et X2=b+Δ2aX_{2} =\frac{-b+\sqrt{\Delta } }{2a}
X1=3X_{1} =-3 et X2=1X_{2} =1.
Or nous avons posé X=exX=e^{x} , il en résulte que
ex=3e^{x} =-3 ou encore ex=1e^{x} =1
  • Résolvons d'une part ex=1e^{x} =1. Il vient alors que ex=1ex=e0e^{x} =1\Leftrightarrow e^{x} =e^{0} \Leftrightarrow
    x=0x=0
  • Résolvons d'autre part ex=3e^{x} =-3. Or ex>0e^{x} >0 , donc l'équation ex=3e^{x} =-3 n'a pas de solution.
  • Finalement la solution de l'équation e2x+2ex3=0e^{2x} +2e^{x} -3=0 est
    S={0}S=\left\{0\right\}
    Question 2

    e2x+4ex5=0e^{2x} +4e^{x} -5=0

    Correction
    On écrit l'équation e2x+4ex5=0e^{2x} +4e^{x} -5=0 sous la forme (ex)2+4ex5=0\left(e^{x} \right)^{2} +4e^{x} -5=0
    On va effectuer un changement de variable. On pose X=exX=e^{x}
    Il en résulte que {X2+4X5=0X=ex\left\{\begin{array}{c} {X^{2} +4X-5=0} \\ {X=e^{x} } \end{array}\right. .
    On utilise le discriminant
    Δ=36\Delta =36
    .
    Il existe donc deux racines réelles distinctes notées X1X_{1} et X2X_{2} tels que
    X1=bΔ2aX_{1} =\frac{-b-\sqrt{\Delta } }{2a} et X2=b+Δ2aX_{2} =\frac{-b+\sqrt{\Delta } }{2a}
    X1=5X_{1} =-5 et X2=1X_{2} =1.
    Or nous avons posé X=exX=e^{x} , il en résulte que
    ex=5e^{x} =-5 ou encore ex=1e^{x} =1
  • Résolvons d'une part ex=1e^{x} =1. Il vient alors que ex=1ex=e0e^{x} =1\Leftrightarrow e^{x} =e^{0} \Leftrightarrow
    x=0x=0
  • Résolvons d'autre part ex=3e^{x} =-3. Or ex>0e^{x} >0 , donc l'équation ex=3e^{x} =-3 n'a pas de solution.
  • Finalement la solution de l'équation e2x+4ex5=0e^{2x} +4e^{x} -5=0 est
    S={0}S=\left\{0\right\}
    Question 3

    ex+78ex=0e^{x} +7 -8e^{-x}=0

    Correction
    Dans un premier temps, nous allons transformer l'équation ex+78ex=0e^{x} +7 -8e^{-x}=0 . Nous multiplier de part et d'autre du signe égale par exe^{x}. Il vient :
    ex×(ex+78ex)=ex×0e^{x}\times\left(e^{x} +7 -8e^{-x}\right)=e^{x}\times0
    e2x+7ex8=0e^{2x} +7e^{x} -8=0
    On écrit l'équation e2x+7ex8=0e^{2x} +7e^{x} -8=0 sous la forme (ex)2+7ex8=0\left(e^{x} \right)^{2} +7e^{x} -8=0
    On va effectuer un changement de variable. On pose X=exX=e^{x}
    Il en résulte que {X2+7X8=0X=ex\left\{\begin{array}{c} {X^{2} +7X-8=0} \\ {X=e^{x} } \end{array}\right. .
    On utilise le discriminant
    Δ=81\Delta =81
    .
    Il existe donc deux racines réelles distinctes notées X1X_{1} et X2X_{2} tels que
    X1=bΔ2aX_{1} =\frac{-b-\sqrt{\Delta } }{2a} et X2=b+Δ2aX_{2} =\frac{-b+\sqrt{\Delta } }{2a}
    X1=8X_{1} =-8 et X2=1X_{2} =1.
    Or nous avons posé X=exX=e^{x} , il en résulte que
    ex=8e^{x} =-8 ou encore ex=1e^{x} =1
  • Résolvons d'une part ex=1e^{x} =1. Il vient alors que ex=1ex=e0e^{x} =1\Leftrightarrow e^{x} =e^{0} \Leftrightarrow
    x=0x=0
  • Résolvons d'autre part ex=8e^{x} =-8. Or ex>0e^{x} >0 , donc l'équation ex=8e^{x} =-8 n'a pas de solution.
  • Finalement la solution de l'équation ex+78ex=0e^{x} +7 -8e^{-x}=0 est
    S={0}S=\left\{0\right\}