Soit f la fonction définie sur ]0;+∞[ par f(x)=3x(2−ln(2x)) .
Résoudre l'équation f(x)=0
Correction
f(x)=0 équivaut successivement à : 3x(2−ln(2x))=0. Il s'agit d'une équation produit nul. D'où : 3x=0 ou 2−ln(2x)=0 D’une part : 3x=0 donne x=0 D’autre part : 2−ln(2x)=0 −ln(2x)=−2 ln(2x)=2 ln(2x)=ln(e2) 2x=e2 x=2e2 Les solutions de l'équations sont alors :
S={0;2e2}
Question 2
Déterminer la limite de f en 0.
Correction
x→0+limxln(x)=0
Nous allons commencer par développer l'expression de la fonction f. On a : f(x)=3x(2−ln(2x)) qui peut s'écrire : f(x)=6x−3xln(2x). x→0+lim6xx→0+lim−3xln(2x)==00}par addition
x→0+lim3x(2−ln(2x))=0
.
Question 3
Déterminer la limite de f en +∞.
Correction
Calculons d'une part x→+∞lim3x(2−ln(2x)) x→+∞lim3xx→+∞lim2−ln(2x)==+∞−∞}par produit
x→+∞lim3x(2−ln(2x))=−∞
Question 4
Etudiez les variations de f.
Correction
Soit : f(x)=3x(2−ln(2x)) . f est dérivable sur ]0;+∞[. On reconnaît la forme (uv)′=u′v+uv′ avec u(x)=3x et v(x)=2−ln(2x). Ainsi u′(x)=3 et v′(x)=−2x2 c'est à dire v′(x)=−x1 Il vient alors que : f′(x)=3×(2−ln(2x))+3x×(−x1) f′(x)=6−3ln(2x)−3 f′(x)=3−3ln(2x) Résolvons maintenant : 3−3ln(2x)≥0 pour connaître le signe de f′. 3−3ln(2x)≥0 équivaut successivement à : −3ln(2x)≥−3 ln(2x)≤−3−3 ln(2x)≤1 ln(2x)≤ln(e1) 2x≤e1 x≤2e1 Cela signifie que l'on mettra le signe + pour le signe de 3−3ln(2x) dès que x≤2e1. Autrement dit : f′(x)≥0 dès que x≤2e1 Nous traduisons cela dans un tableau de variation :
De plus : f(2e1)=3×2e1(2−ln(2×2e1)) f(2e1)=23e1(2−ln(e1)) f(2e1)=23e1(2−1) f(2e1)=23e1
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