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France: Exercice Terminale : Niveau Difficile.

Thème: limite et fonction

    10 décembre 2010 à 20:40:10

    France: Exercice Terminale : Niveau Difficile. Thème: limite et fonction



    Un exercice que je trouve intéressant, surtout de voir les plusieurs approche possible.

    Démontrer que:
    lim e^(x)/x = +infini
    x->+infini

    Conseil:
    C'est une façon de procédé. Elle n'est pas unique. C'est celle que j'ai personnellement prise le jour ou je me suis amusé à le démontrer.

    Il faut arriver à démontrer que e^(x)/x>x à partir d'un certain x.
    Il faut donc trouver une fonction à étudier, et en étudiant les variations, arriver au résultat précédent.


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    Sois ce que tu codes, codes ce que tu es.
      10 décembre 2010 à 21:18:20

      Une solution, j'ai essayé de détailler pour ceux que cet exercice concerne vraiment, mais ça reste un peu le fouillis, néanmoins ça reste très compréhensible ^^

      Soit <math>\(f:x\rightarrow e^x-x^2\)</math>.

      <math>\(f\)</math> est dérivable une infinité de fois et ses dérivées sont chacune continues sur <math>\(\mathbb{R}\)</math> (on dit que <math>\(f\)</math> est de classe <math>\(C^\infty\)</math> sur <math>\(\mathbb{R}\)</math>).

      <math>\(\forall x \in \mathbb{R} \ \ \ f'(x) = e^x - 2x\)</math> et <math>\(f''(x) = e^x - 2\)</math>

      On a donc :

      <math>\(f'\)</math> strictement croissante sur <math>\(]ln(2);+\infty [\)</math>

      Or <math>\(f'(ln(2)) = 2 - ln(4) > 0\)</math>

      Donc <math>\(f\)</math> strictement croissante sur <math>\([ln(2);+\infty [\)</math>

      Et <math>\(f(ln(2)) = 2 - (ln(2))^2 > 0\)</math>

      Donc <math>\(\forall x \in [ln(2);+\infty[ \ \ \ f(x) > 0\)</math> donc <math>\(e^x > x^2\)</math>

      D'où <math>\(\forall x \in [ln(2);+\infty[ \ \ \ \frac{e^x}x > x\)</math>

      Or <math>\(\displaystyle \lim_{+\infty} x = + \infty\)</math>

      <math>\(\frac{e^x}x\)</math> est minorée par une fonction qui tend vers l'infini en l'infini, <math>\(\frac{e^x}x\)</math> tend donc vers l'infini en l'infini.
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        10 décembre 2010 à 21:44:07

        Si on connait l'intégrale, ça s'obtient immédiatement en intégrant deux fois de suite <math>\(1 < e^t\)</math>.
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          10 décembre 2010 à 21:52:42

          Le théorème de l'hospital tue cela en 42ms...
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            10 décembre 2010 à 22:00:19

            Le retour à la définition tue cela en 42µs...
            <math>\(\forall x \geqslant 0, e^x = \sum_{k=0}^{+\infty} \frac{x^k}{k!} \geqslant 1 + x + \frac{x^2}{2}\)</math>
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              10 décembre 2010 à 22:26:55

              C'est niveau Terminale S ici ;)
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                10 décembre 2010 à 22:31:09

                Citation : Typen

                Le théorème de l'hospital tue cela en 42ms...



                Il me semble que la démonstration de ladite règle est plus délicate quand on prend une limite infini et aussi quand les quantités tendent vers l'infini.
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                  10 décembre 2010 à 22:49:24

                  Cela devait normalement se faire que avec l'étude de fonction et limite, nul besoin d'intégrale et encore moins d'autre théorème non vu en terminale.
                  By the well, tu es partie de la même manière que moi, mais quand je l'ai posé à une ami au lycée, elle à trouvé une autre façon de faire, mais je n'ai pas eu le temps de l'étudier.
                  Si quelqun à une autre solution niveau Ts ;)
                  Merci à tous.
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                  Sois ce que tu codes, codes ce que tu es.
                    10 décembre 2010 à 23:05:38

                    J'en ai une, que je ne détaillerai pas :

                    Soit f la fonction définie sur <math>\(\mathbb{R} : f(x)=e^x-\frac {x^2}{2}\)</math>
                    Grâce à sa dérivée seconde on en déduit que <math>\(\forall x \in \mathbb{R}^{*+}, e^x > \frac {x^2}{2} \Rightarrow \frac {e^x}{x}> \frac {x}{2}\)</math>

                    Sachant <math>\(\lim_{x \to +\infty} \frac{x}{2} = +\infty\)</math>, on en déduit d'après l'inégalité précédante <math>\(\lim_{x \to +\infty} \frac{e^x}{x} = +\infty\)</math>
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                      10 décembre 2010 à 23:08:15

                      Citation : Manuu

                      J'en ai une, que je ne détaillerai pas



                      C'est quasiment la même preuve que celle de By.The.Hell.
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                        10 décembre 2010 à 23:20:12

                        Effectivement, mais j'ai passé rapidement le sujet en revue et je n'avais pas vu sa démonstration (balise secret).
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                          11 décembre 2010 à 14:48:43

                          Citation : pingloveur

                          Cela devait normalement se faire que avec l'étude de fonction et limite, nul besoin d'intégrale et encore moins d'autre théorème non vu en terminale.
                          By the well, tu es partie de la même manière que moi, mais quand je l'ai posé à une ami au lycée, elle à trouvé une autre façon de faire, mais je n'ai pas eu le temps de l'étudier.
                          Si quelqun à une autre solution niveau Ts ;)
                          Merci à tous.


                          Personnellement, je suis Belge et j'ai vu Hospital en 5e... Je croyais que vous le voyez au moins en terminale :p
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