La fonction exponentielle

Calculs de primitives avec exe^{x} - Exercice 2

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Question 1
Soit ff une fonction continue sur R\mathbb{R} définie par f(x)=6e2x+44exex+7f\left(x\right)=\frac{6e^{2x}+44e^{x}}{e^{x}+7} .

Montrer que pour tout réel xx, on a : f(x)=6ex+2exex+7f\left(x\right)=6e^{x}+\frac{2e^{x}}{e^{x}+7} .

Correction
f(x)=6ex+2exex+7f\left(x\right)=6e^{x}+\frac{2e^{x}}{e^{x}+7} . Nous allons tout mettre au même dénominateur.
f(x)=6ex×(ex+7)ex+7+2exex+7f\left(x\right)=\frac{6e^{x} \times \left(e^{x} +7\right)}{e^{x} +7} +\frac{2e^{x} }{e^{x} +7}
f(x)=6ex×(ex+7)+2exex+7f\left(x\right)=\frac{6e^{x} \times \left(e^{x} +7\right)+2e^{x} }{e^{x} +7}
f(x)=6ex×ex+6ex×7+2exex+7f\left(x\right)=\frac{6e^{x} \times e^{x} +6e^{x} \times 7+2e^{x} }{e^{x} +7}
f(x)=6e2x+42ex+2exex+7f\left(x\right)=\frac{6e^{2x} +42e^{x} +2e^{x} }{e^{x} +7}
f(x)=6e2x+44exex+7f\left(x\right)=\frac{6e^{2x} +44e^{x} }{e^{x} +7}

Question 2

En déduire une primitive de ff sur R\mathbb{R} .

Correction
Pour déterminer une primitive de f(x)=6e2x+44exex+7f\left(x\right)=\frac{6e^{2x}+44e^{x}}{e^{x}+7} , il est impératif d'utiliser la forme obtenue à la question 11, c'est à dire f(x)=6ex+2exex+7f\left(x\right)=6e^{x}+\frac{2e^{x}}{e^{x}+7}.
Nous allons commencer par calculer la primitive de x2exex+7x\mapsto \frac{2e^{x}}{e^{x}+7} . Introduisons une fonction gg continue sur R\mathbb{R} telle que g(x)=2exex+7g\left(x\right)=\frac{2e^{x}}{e^{x}+7} .
  • Une primitive de uu\frac{u'}{u} est ln(u)\ln\left(u\right)
  • Il en résulte donc qu'une primitive de f(x)=6ex+2exex+7f\left(x\right)=6e^{x}+\frac{2e^{x}}{e^{x}+7} est alors :
    F(x)=6ex+G(x)F\left(x\right)=6e^{x}+G\left(x\right)
    Ainsi :
    F(x)=6ex+2ln(ex+7)+kF\left(x\right)=6e^{x}+2\ln \left(e^{x} +7\right)+k
    kRk \in \mathbb{R}