[MATHS] Aide sur exponentielle

Aide sur exponentielle [MATHS] - Aide aux devoirs - Emploi & Etudes

Marsh Posté le 29-11-2004 à 19:39:35    

Bonjour, j'aurais besoin d'aide à propos de la fonction exponentielle.
 
Comment démontrer que exp'(x) = exp(x)
 
D'autre part je dois aussi démontrer :  
 
-que la limite en +infini est égale à l'infini
-que le limite en -infini est égale à 0
-et que la limite quand x tend vers 0 de [exp(x)-1]/x = 1
 
Merci d'avance

Reply

Marsh Posté le 29-11-2004 à 19:39:35   

Reply

Marsh Posté le 29-11-2004 à 20:43:59    

ca se démontre pas, c'est la définition (enfin l'une des définitions possibles)
pour les limites je sais pas trop, sauf la dernière, où tu peux te servir de taylor-lagrange

Reply

Marsh Posté le 29-11-2004 à 20:50:07    

Tu es en quelle classe ?
 
Quelle est la définition que l'on t'a donné de l'exponentielle ?

Reply

Marsh Posté le 30-11-2004 à 11:32:34    

béh ouais ce sont des définitions que t'apprends quand tu commences l'exponentielle , ca ne se démontre pas.
 

Reply

Marsh Posté le 30-11-2004 à 12:30:26    

les limites en + et - l'infini ainsi que l'équivalent en 0 ca se démontre

Reply

Marsh Posté le 30-11-2004 à 12:45:09    

Je sais pas je suis pas sur.
et pour ta 3eme question, la limite en 0+
ton exponentiel va tendre vers exp(1-1) soit exp(0),
soit =1 ( fonctionnement des puissances )

Reply

Marsh Posté le 30-11-2004 à 13:07:05    

oui mais à l'origine tu sais pas que l'exponentielle est une fonction puissance donc exp(0)=1 c'est pas trivial
tout montrer à partir de exp'(x) = exp(x), c'est franchement pas simple

Reply

Marsh Posté le 30-11-2004 à 13:12:30    

C'est clair !
Je me demande c'est pour quel niveau d'études ?

Reply

Marsh Posté le 30-11-2004 à 14:02:27    

Pour la dérivée :
soit T(x) le taux d'accroissement de exp.
T(x) = (exp(x+h)-exp(x))/h
= (exp(x)*exp(h)-exp(x))/h
= exp(x)*(exp(h)-1)/h
 
exp'(x) = exp (x) exp'(0)
 
soit a = exp(0)
 
 
Passage à la limite [quand x->0] :
 
(e(x)-a)/x -> a
e(x)/x -> a(1+1/x)
e(x) -> ax+a
1-> a
 
Ainsi, a=1 (car a est une constante)
donc exp'(0)=1
donc exp'(x) = exp(x)
 

Reply

Marsh Posté le 30-11-2004 à 14:14:31    

Pour les limites :
 
Soit f(x) = exp(x)-x
f'(x) = exp(x)-1 > 0 pour x>0
f'(x)<0 pour x<0
 
Ainsi
 
x        |-inf.    0      +inf.
________________________________
         |     \       /
         |      \     /
         |       \   /
         |décrois.\ /crois
exp(x)-x |         1
 
 
Ainsi, exp(x)-x > 0 pour tout x
ainsi, exp'x) > x
 
or lim x = +inf.
  x->+inf
 
donc lim exp(x) = + inf
    x->+inf
 
On a exp(-x)=1/exp((x)). Soit X=exp(x)
lim 1/X = 0
X->+inf
 
donc lim   exp(x) = 0
   x->-inf


Message édité par Paulp le 30-11-2004 à 14:15:20
Reply

Marsh Posté le 30-11-2004 à 14:14:31   

Reply

Marsh Posté le 30-11-2004 à 17:46:07    

Merci à tous.
 
beuch13 >>> je suis simplement en TES  ;)  
 

Reply

Marsh Posté le 30-11-2004 à 18:11:18    

Dis donc !Méme en TS on fait pas ca :D

Reply

Marsh Posté le 30-11-2004 à 18:54:07    

Paulp a écrit :

Pour la dérivée :
soit T(x) le taux d'accroissement de exp.
T(x) = (exp(x+h)-exp(x))/h
= (exp(x)*exp(h)-exp(x))/h
= exp(x)*(exp(h)-1)/h
 
exp'(x) = exp (x) exp'(0)


C'est effectivement plus simple de partir de la définition de exponentielle par la formule fonctionnelle exp(x+y)=exp(x)+exp(y)
 

Paulp a écrit :

Pour la dérivée :
 
soit a = exp(0)
 
Passage à la limite [quand x->0] :
 
(e(x)-a)/x -> a
e(x)/x -> a(1+1/x)
e(x) -> ax+a
1-> a
 
Ainsi, a=1 (car a est une constante)
donc exp'(0)=1
donc exp'(x) = exp(x)


 
j'ai une petite nuance à faire : là tu essayes de montrer que a=1, mais c'est bancal, car tu pars de e(x) -> ax+a, puis tu prends en x=0 : e(0)=a, mais ce n'est autre que la définition de a que tu retrouves.
La méthode pour montrer que e(0)=1 est :
 
exp(0)=exp(0+0)=exp(0)*exp(0) donc a=a², du coup, a=0 ou a=1. Le cas a=0 ne nous intéresse pas (fonction identiquement nulle), donc a=1
 
je suis pas satisfait non plus de la fin, où tu tires exp'(0)=0 de ton chapeau. A priori, tu as le choix de la valeur de exp'(0), mais cette valeur va fixer (je sais pas par quelle équation) la valeur de exp(1) qui vaut e par convention (mais ce pourrait être n'importe quoi)

Reply

Marsh Posté le 30-11-2004 à 19:40:45    

Oui, je savais que ma démonstration boitait, mais je savais pas trop où ...
 
Bravo et Merci, sensei
 :jap:

Reply

Marsh Posté le 01-12-2004 à 16:54:07    

Library a écrit :

C'est effectivement plus simple de partir de la définition de exponentielle par la formule fonctionnelle exp(x+y)=exp(x)+exp(y)

Simple erreur de frappe j'espère  [:a_bon]

Reply

Marsh Posté le 01-12-2004 à 19:56:30    

Pour montrer que exp(0)=1,il suffisait de prendre la serie entiere de terme general (x^n)/(n!) et l'appliquer en 0 :o   :D

Reply

Marsh Posté le 01-12-2004 à 21:53:44    

samolo a écrit :

Pour montrer que exp(0)=1,il suffisait de prendre la serie entiere de terme general (x^n)/(n!) et l'appliquer en 0 :o   :D


 
Ca suppose d'utiliser la convention 0^0=1 donc ça ne résoud pas grand chose, c'est super foireux comme démonstration quand même bien qu'ultra rapide, je me demande même si c'est acceptable en concours.
Retourne les réviser tes concours au lieu de poster ici :D

Reply

Marsh Posté le 02-12-2004 à 14:09:55    

Caylayron a écrit :

Ca suppose d'utiliser la convention 0^0=1 donc ça ne résoud pas grand chose, c'est super foireux comme démonstration quand même bien qu'ultra rapide, je me demande même si c'est acceptable en concours.
Retourne les réviser tes concours au lieu de poster ici :D


 
résout  [:aloy]  
 
 :pfff:

Reply

Marsh Posté le 02-12-2004 à 17:18:36    

anchois a écrit :

Simple erreur de frappe j'espère  [:a_bon]


 
oui c'est une erreur de frappe, sinon je serais mal ;)

Reply

Marsh Posté le 02-12-2004 à 17:20:06    

samolo a écrit :

Pour montrer que exp(0)=1,il suffisait de prendre la serie entiere de terme general (x^n)/(n!) et l'appliquer en 0 :o   :D


 
sauf que dans le développement en série entière, t'as besoin de savoir que exp'(0)=1, exp''(0)=1, ...
ce qu'à priori, on n'arrive pas à montrer

Reply

Marsh Posté le 02-12-2004 à 18:55:04    

Heu, si je ne m'abuse la définition de l'exponantielle est justement:
 
exp(x) = \sum_{n >= 0} x^n/n!
 
et tout le reste en découle (avec plus ou moins de facilité...) :D
 
C'est rarement présenté comme ça mais mes souvenirs me disent que c'est comme ça.


Message édité par ving le 02-12-2004 à 18:55:32
Reply

Marsh Posté le 02-12-2004 à 19:15:12    

Citation :

Ca suppose d'utiliser la convention 0^0=1 donc ça ne résoud pas grand chose


 
Bah je ne vois pas en quoi ça pose un probleme de se sevir du fait que 0^0=1 :heink:  
C'est une convention,certes,mais completement independante de la demo,donc je ne vois pas en quoi ça ne resoud rien...
Dans ce cas exp(a+b)=exp(a)*exp(b) n'est pas dans la defintion de l'exponentielle,et on doit le demontrer à l'aide des series entieres...
En clair,je pense que ta demo utilisera forcemment des conventions,mais ce qu'il faut c'est qu'elles ne dependent pas de ce que tu veux montrer.


Message édité par samolo le 02-12-2004 à 19:15:42
Reply

Marsh Posté le 02-12-2004 à 19:18:31    

Re bonjour à tous !
Need help  :D  
 
Je dois démontrer que exp(a)/exp(b) = exp(a-b)
 
à l'aide de deux propriétés qui sont :
exp(0) = 1
exp(a) x exp(b) = exp(a+b)

Reply

Marsh Posté le 02-12-2004 à 19:32:24    

ving a écrit :

Heu, si je ne m'abuse la définition de l'exponantielle est justement:
 
exp(x) = \sum_{n >= 0} x^n/n!
 
et tout le reste en découle (avec plus ou moins de facilité...) :D
 
C'est rarement présenté comme ça mais mes souvenirs me disent que c'est comme ça.


 
c'est peut etre une des définitions possibles, mais ca doit etre chiant de retrouver toutes les propriétés de l'exponentielle à partir de sa série entière :D

Reply

Marsh Posté le 02-12-2004 à 19:33:35    

samolo a écrit :

Citation :

Ca suppose d'utiliser la convention 0^0=1 donc ça ne résoud pas grand chose


 
Bah je ne vois pas en quoi ça pose un probleme de se sevir du fait que 0^0=1 :heink:  
C'est une convention,certes,mais completement independante de la demo,donc je ne vois pas en quoi ça ne resoud rien...
Dans ce cas exp(a+b)=exp(a)*exp(b) n'est pas dans la defintion de l'exponentielle,et on doit le demontrer à l'aide des series entieres...
En clair,je pense que ta demo utilisera forcemment des conventions,mais ce qu'il faut c'est qu'elles ne dependent pas de ce que tu veux montrer.


 
au lycée en tout cas, y a que deux définitions possibles :
1. exp(x+y)=exp(x)exp(y)
2. exp'(x)=exp(x)

Reply

Marsh Posté le 02-12-2004 à 19:34:59    

flo_03 a écrit :

Re bonjour à tous !
Need help  :D  
 
Je dois démontrer que exp(a)/exp(b) = exp(a-b)
 
à l'aide de deux propriétés qui sont :
exp(0) = 1
exp(a) x exp(b) = exp(a+b)


 
c'est pas trop dur ca ;)
 
exp(a-b)=exp(a)exp(-b)
 
exp(b-b)=exp(0)=1=exp(b)exp(-b) donc exp(-b)=1/exp(b)
donc exp(a-b)=exp(a)/exp(b)

Reply

Marsh Posté le 02-12-2004 à 19:48:40    

Library a écrit :

c'est pas trop dur ca ;)
 
exp(a-b)=exp(a)exp(-b)
 
exp(b-b)=exp(0)=1=exp(b)exp(-b) donc exp(-b)=1/exp(b)
donc exp(a-b)=exp(a)/exp(b)


 
Je ne comprends pas de quoi tu déduis la dernière ligne, si tu pouvais m'expliquer , merci  :jap:


Message édité par Profil supprimé le 02-12-2004 à 19:49:07
Reply

Marsh Posté le 02-12-2004 à 19:55:27    

Library a écrit :

c'est peut etre une des définitions possibles, mais ca doit etre chiant de retrouver toutes les propriétés de l'exponentielle à partir de sa série entière :D


 
Vi, je te l'accorde mais c'est comme ça, il faut bien donner une définition à un moment où à un autre. ;)
 
Enfin bon, c'était juste un parenthèse puisque le premier post vient, a priori, de quelqu'un qui n'a pas vu les SE donc la question ne se pose pas.


Message édité par ving le 02-12-2004 à 19:57:49
Reply

Marsh Posté le 02-12-2004 à 19:58:05    

flo_03 a écrit :

Je ne comprends pas de quoi tu déduis la dernière ligne, si tu pouvais m'expliquer , merci  :jap:


 
on a exp(a-b)=exp(a)exp(-b)
et exp(-b)=1/exp(b)
donc exp(a-b)=exp(a)/exp(b)
 
c'est clair ou pas ?

Reply

Marsh Posté le 02-12-2004 à 19:59:24    

ving a écrit :

Vi, je te l'accorde mais c'est comme ça, il faut bien donner une définition à un moment où à un autre. ;)
 
Enfin bon, c'était juste un parenthèse puisque le premier post vient, a priori, de quelqu'un qui n'a pas vu les SE donc la question ne se pose pas.


 
l'exponentielle peut aussi se définir par exp(x+y)=exp(x)exp(y) avec exp(1)=e (tel que ln(e)=1)
mais j'ai toujours le probleme pour montrer exp'(0)=1 :(

Reply

Marsh Posté le 02-12-2004 à 20:12:27    

Library a écrit :

on a exp(a-b)=exp(a)exp(-b)
et exp(-b)=1/exp(b)
donc exp(a-b)=exp(a)/exp(b)
 
c'est clair ou pas ?


 
Ah ok , le exp(-b)=1/exp(b) démontre la propriété et donc on en déduit que de façon général exp(a-b)=exp(a)/exp(b)
 
Merci beaucoup  :jap:  
 
Si tu a encore un peu de temps à me consacrer, je dois ensuite démontrer avec les propréité précédentes que
 
1/exp(a) = exp(-a)
 
Et aprés l'avoir démontré et en se servant des propriétés démontrés avant puis celle ci, je dois finalement démontrer que :
 
(exp(a)^n) = exp(an)  
 
 :jap:

Reply

Marsh Posté le 02-12-2004 à 20:20:48    

flo_03 a écrit :

Ah ok , le exp(-b)=1/exp(b) démontre ...
 
je dois ensuite démontrer avec les propréité précédentes que
 
1/exp(a) = exp(-a)
 


 
:??: et si tu réfléchissais un peu, non?


Message édité par ving le 02-12-2004 à 20:25:20
Reply

Marsh Posté le 02-12-2004 à 23:13:26    

indice : la dernière se fait par récurrence

Reply

Marsh Posté le 03-12-2004 à 10:58:26    

exp(a)/exp(b) = exp(a-b)
 
Avec a=0 :
exp (0)/exp (b) = exp (0-b)
1/exp (b) = exp (-b)
 
Sinon, pour les puissances : récurence
Initialisation :
Prenons n = 0.
(exp(a))^0=1=exp(0*a)
Heredité :
Supposons la proprieté
(exp(a)^n)=exp(an) vraie au rang n.
 
(exp(a))^(n+1) = exp(a)*(exp(a)^n)
=exp(a)exp(an)
=exp(an+a)
=exp(a(n+1))

Reply

Marsh Posté le 03-12-2004 à 16:24:16    

Marçi :jap:

Reply

Marsh Posté le 03-12-2004 à 21:27:43    

De rien, ravi d'avoir pu aider quelqu'un :jap:

Reply

Marsh Posté le    

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