Dérivée de la fonction xln(x)x\mapsto \ln(x) - Exercice 5

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On considère la fonction ff définie sur l'intervalle ]0;+[] 0 ;+\infty[ par f(x)=x(lnx)2.f(x)=x(\ln x)^2 .
On admet que la fonction ff est dérivable sur l'intervalle ]0;+[] 0 ;+\infty\left[\right.. On note ff^{\prime} sa fonction dérivée.
Question 1

Démontrer que sur l'intervalle ]0;+[] 0 ;+\infty[, f(x)=(lnx)(2+lnx).f^{\prime}(x)=(\ln x)(2+\ln x) .

Correction
ff est dérivable sur ]0;+[\left]0;+\infty \right[.
    Deˊriveˊe du produit\text{\purple{Dérivée du produit}}
On considère deux fonctions uu et vv, dérivables sur un intervalle II alors
(uv)=uv+uv\left(uv\right)'=u'v+uv'
  • (un)=n×u×un1\left(u^{n} \right)^{'} =n\times u'\times u^{n-1}
  • Ici on reconnaît la forme (uv)=uv+uv\color{red}\boxed{\left(uv\right)'=u'v+uv'} avec u(x)=xu\left(x\right)=x et v(x)=(lnx)2v\left(x\right)=(\ln x)^2.
    Ainsi u(x)=1u'\left(x\right)=1 et v(x)=2×1x×lnx=2lnxxv'\left(x\right)=2 \times \frac{1}{x} \times \ln x=\frac{2 \ln x}{x} .
    Il vient alors que :
    f(x)=1×(lnx)2+x×2lnxxf^{\prime}(x)=1 \times(\ln x)^2+x \times \frac{2 \ln x}{x}
    f(x)=(lnx)2+2lnxf'\left(x\right)= (\ln x)^2+2 \ln x
    f(x)=lnx×lnx+2lnxf'\left(x\right)=\red{\ln x} \times \ln x+2 \red{\ln x}
    Ainsi :
    f(x)=(lnx)(2+lnx)f^{\prime}(x)=(\red{\ln x})(2+\ln x)

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