Fonction logarithme népérien

Résoudre une équation avec des logarithmes - Exercice 5

5 min
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Question 1

Soient xx et yy deux réels strictement positifs. Déterminer les solutions du système {x+y=4ln(x)+ln(x)=ln(3)\left\{\begin{array}{ccccccc} {x+y} & {=} & {4} \\ {\ln \left(x\right)+\ln \left(x\right)} & {=} & {\ln \left(3\right)} \end{array}\right. .

Correction
Soient xx et yy deux réels strictement positifs.
{x+y=4ln(x)+ln(x)=ln(3)\left\{\begin{array}{ccccccc} {x+y} & {=} & {4} \\ {\ln \left(x\right)+\ln \left(x\right)} & {=} & {\ln \left(3\right)} \end{array}\right. équivaut successivement à :
    Soient aa et bb deux réels strictement positifs.
  • ln(a)+ln(b)=ln(a×b)\ln \left(a\right)+\ln \left(b\right)=\ln \left(a\times b\right)
{x+y=4ln(x×y)=ln(3)\left\{\begin{array}{ccccccc} {x+y} & {=} & {4} \\ {\ln \left(x\times y\right)} & {=} & {\ln \left(3\right)} \end{array}\right.
Soient AA et BB deux réels strictements positifs.
  • ln(A)=ln(B)A=B\ln \left(A\right)=\ln \left(B\right)\Leftrightarrow A=B
  • {x+y=4x×y=3\left\{\begin{array}{ccccccc} {x+y} & {=} & {4} \\ {x\times y} & {=} & {3} \end{array}\right.
    {y=4xx×y=3\left\{\begin{array}{ccccccc} {y} & {=} & {4-x} \\ {x\times y} & {=} & {3} \end{array}\right.
    {y=4xx×(4x)=3\left\{\begin{array}{ccccccc} {y} & {=} & {4-x} \\ {x\times \left(4-x\right)} & {=} & {3} \end{array}\right.
    {y=4x4xx2=3\left\{\begin{array}{ccccccc} {y} & {=} & {4-x} \\ {4x-x^2} & {=} & {3} \end{array}\right.
    {y=4x4xx23=0\left\{\begin{array}{ccccccc} {y} & {=} & {4-x} \\ {4x-x^2-3} & {=} & {0} \end{array}\right.
    Il nous faut résoudre l'équation du second degré : x2+4x3=0-x^2+4x-3=0
    Δ>0\Delta >0 . Il y a deux racines réelles : x1=1x_1=1 et x2=3x_2=3
    Nous savons que : y=4xy=4-x, ce qui nous donne :
    D'une part : Lorsque x1=1x_1=1 on a : y=41y=4-1 donc y=3y=3
    D'autre part : Lorsque x2=3x_2=3 on a : y=43y=4-3 donc y=1y=1
    Le système {x+y=4ln(x)+ln(x)=ln(3)\left\{\begin{array}{ccccccc} {x+y} & {=} & {4} \\ {\ln \left(x\right)+\ln \left(x\right)} & {=} & {\ln \left(3\right)} \end{array}\right. admet deux couples solutions :
    S={(1,3),(3,1)}S=\left\{\left(1,3\right),\left(3,1\right)\right\}