Résoudre des équations et des inéquations du type eax=be^{ax}=b et eax>be^{ax}>b - Exercice 1

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Résoudre dans R\mathbb{R} les équations suivantes.
Question 1

e2x=5e^{2x}=5

Correction
    Exponentielle et logarithme\text{\purple{Exponentielle et logarithme}}
  • Pour tout réel b>0b>0 : eX=b⟺X=ln⁡(b)e^{X}=b\Longleftrightarrow X=\ln\left(b\right).
  • La fonction ln⁡\ln est strictement croissante : pour b>0b>0, eX>b⟺X>ln⁡(b)e^{X}>b\Longleftrightarrow X>\ln\left(b\right) et eX<b⟺X<ln⁡(b)e^{X}\lt b\Longleftrightarrow X\lt \ln\left(b\right).
  • Si b⩽0b\leqslant 0 : l'équation eX=be^{X}=b n'a pas de solution et l'inéquation eX>be^{X}>b est vraie pour tout réel XX, car eX>0e^{X}>0.
e2x=5e^{2x}=5 équivaut successivement à :
2x=ln⁡(5)2x=\ln\left(5\right)
x=ln⁡(5)2x=\dfrac{\ln\left(5\right)}{2}

soit x≈0,80x\approx 0{,}80.
Question 2

3e−x−6=03e^{-x}-6=0

Correction
3e−x−6=03e^{-x}-6=0 équivaut successivement à :
3e−x=63e^{-x}=6
e−x=2e^{-x}=2
−x=ln⁡(2)-x=\ln\left(2\right)
x=−ln⁡(2)x=-\ln\left(2\right)

soit x≈−0,69x\approx -0{,}69.
Question 3

e0,1x=3e^{0{,}1x}=3

Correction
e0,1x=3e^{0{,}1x}=3 équivaut successivement à :
0,1x=ln⁡(3)0{,}1x=\ln\left(3\right)
x=10ln⁡(3)x=10\ln\left(3\right)

soit x≈10,99x\approx 10{,}99.
Question 4

ex+1=−4e^{x+1}=-4

Correction
Pour tout réel xx, ex+1>0e^{x+1}>0 : il ne peut pas être égal à −4-4, qui est strictement négatif. L'équation n'a pas de solution :
S=∅S=\varnothing

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