La fonction logarithme

Equation et inéquation - Exercice 3

18 min
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Pour chaque question, résoudre l'inéquation sur l'intervalle II considéré.
  • ln(A)ln(B)AB\ln \left(A\right)\ge \ln \left(B\right)\Leftrightarrow A\ge B
  • ln(A)ln(B)AB\ln \left(A\right)\le \ln \left(B\right)\Leftrightarrow A\le B
Question 1

ln(x)>1\ln \left(x\right)>1 ; I=]0;+[I =\left]0;+\infty \right[

Correction
ln(x)>1\ln \left(x\right)>1 équivaut successivement à
ln(x)>ln(e)\ln \left(x\right)>\ln \left(e\right)
x>ex>e
Le domaine de définition impose que x>0x>0 et l'inéquation est vraie si x>ex>e.

On fait l'intersection des deux intervalles.
On garde la zone où les deux ensembles sont coloriés simultanément.
Ici c'est la zone à droite de la barre pointillée verticale.
Il en résulte que les solutions de l'inéquation sont sur l'intervalle :
S=]e;+[S=\left]e;+\infty \right[
Question 2

ln(2x+2)0\ln \left(-2x+2\right)\ge 0 ; I=];1[I =\left]-\infty ;1\right[

Correction
ln(2x+2)0\ln \left(-2x+2\right)\ge 0 équivaut successivement à :
ln(2x+2)ln(1)\ln \left(-2x+2\right)\ge \ln \left(1\right)
2x+21-2x+2\ge 1
x12x\le \frac{1}{2}
Le domaine de définition impose que x1x\le 1 et l'inéquation est vraie si x12x\le \frac{1}{2} .
On fait l'intersection des deux intervalles.
On garde la zone où les deux ensembles sont coloriés simultanément.
Ici c'est la zone à gauche de la barre pointillée verticale.

Il en résulte que les solutions de l'inéquation sont sur l'intervalle :
S=];12]S=\left]-\infty ;\frac{1}{2} \right]
Question 3

ln(2x+2)ln(x+4)\ln \left(-2x+2\right)\ge \ln \left(x+4\right) ; I=]4;1[I =\left]-4;-1\right[

Correction
ln(2x+2)ln(x+4)\ln \left(-2x+2\right)\ge \ln \left(x+4\right) équivaut successivement à :
2x+2x+4-2x+2\ge x+4
x23x\le \frac{-2}{3}
Le domaine de définition impose que 4<x<1-4<x<-1 et l'inéquation est vraie si x23x\le \frac{-2}{3} .
On effectue l'intersection de ces deux ensembles.
Il en résulte que les solutions de l'inéquation sont sur l'intervalle :
S=]4;1[S=\left]-4;-1\right[
Question 4

ln(x2)<ln(4x3)\ln \left(x^{2} \right)<\ln \left(4x-3\right) ; I=]34;+[I =\left]\frac{3}{4} ;+\infty \right[

Correction
ln(x2)<ln(4x3)\ln \left(x^{2} \right)<\ln \left(4x-3\right) équivaut successivement à :
x2<4x3x^{2} <4x-3
x24x+30x^{2} -4x+3\le 0
Pour résoudre l'inéquation x24x+30x^{2} -4x+3\le 0, on utilise le discriminant.
Δ=4\Delta =4 ; x1=1x_{1} =1 et x2=3x_{2} =3
L'inéquation x24x+30x^{2} -4x+3\le 0 est vraie si x[1;3]x\in \left[1;3\right].
Le domaine de définition impose que x]34;+[x\in \left]\frac{3}{4} ;+\infty \right[ et l'inéquation est vraie si x[1;3]x\in \left[1;3\right].
On effectue l'intersection de ces deux ensembles.
Il en résulte que les solutions de l'inéquation sont sur l'intervalle :
S=[1;3]S=\left[1;3\right]
Question 5

ln(2x+2)+ln(2x)ln(x)\ln \left(-2x+2\right)+\ln \left(2x\right)\le \ln \left(x\right) ; I=]0;1[I =\left]0;1\right[

Correction
ln(2x+2)+ln(2x)ln(x)\ln \left(-2x+2\right)+\ln \left(2x\right)\le \ln \left(x\right) équivaut successivement à :
ln(2x×(2x+2))ln(x)\ln \left(2x\times \left(-2x+2\right)\right)\le \ln \left(x\right)
4x2+4xx-4x^{2} +4x\le x
4x2+3x0-4x^{2} +3x\le 0
Pour résoudre l'inéquation 4x2+3x0-4x^{2} +3x\le 0, on utilise le discriminant.
Δ=16\Delta =16 ; x1=0x_{1} =0 et x2=34x_{2} =\frac{3}{4}
L'inéquation 4x2+3x0-4x^{2} +3x\le 0 est vraie si x];0][34;+[x\in \left]-\infty ;0\right]\cup \left[\frac{3}{4} ;+\infty \right[.
Le domaine de définition impose que x]0;1[x\in \left]0;1\right[ et l'inéquation est vraie si x];0][34;+[x\in \left]-\infty ;0\right]\cup \left[\frac{3}{4} ;+\infty \right[
On effectue l'intersection de ces deux ensembles.
Il en résulte que les solutions de l'inéquation ln(2x+2)+ln(2x)ln(x)\ln \left(-2x+2\right)+\ln \left(2x\right)\le \ln \left(x\right) sont sur l'intervalle :
S=[34;1[S=\left[\frac{3}{4} ;1\right[
Question 6

2ln(x)+ln(3)ln(x2+3)2\ln \left(x\right)+\ln \left(3\right)\ge \ln \left(x^{2} +3\right) ; I=]0;+[I =\left]0;+\infty \right[

Correction
2ln(x)+ln(3)ln(x2+3)2\ln \left(x\right)+\ln \left(3\right)\ge \ln \left(x^{2} +3\right) équivaut successivement à :
ln(x2)+ln(3)ln(x2+3)\ln \left(x^{2} \right)+\ln \left(3\right)\ge \ln \left(x^{2} +3\right)
3x2x2+33x^{2} \ge x^{2} +3
2x2302x^{2} -3\ge 0
Pour résoudre l'inéquation 2x2302x^{2} -3\ge 0, on utilise le discriminant.
Δ=24\Delta =24 ; x1=62x_{1} =-\frac{\sqrt{6} }{2} et x2=62x_{2} =\frac{\sqrt{6} }{2}
L'inéquation 2x2302x^{2} -3\ge 0 est vraie si x];62][62;+[x\in \left]-\infty ;\frac{-\sqrt{6} }{2} \right]\cup \left[\frac{\sqrt{6} }{2} ;+\infty \right[.
Le domaine de définition impose que x]0;+[x\in \left]0;+\infty \right[ et l'inéquation est vraie si x];62][62;+[x\in \left]-\infty ;\frac{-\sqrt{6} }{2} \right]\cup \left[\frac{\sqrt{6} }{2} ;+\infty \right[
On effectue l'intersection de ces deux ensembles.
Il en résulte que les solutions de l'inéquation 2ln(x)+ln(3)ln(x2+3)2\ln \left(x\right)+\ln \left(3\right)\ge \ln \left(x^{2} +3\right) sont sur l'intervalle :
S=[62;+[S=\left[\frac{\sqrt{6} }{2} ;+\infty \right[