Etudier les limites, parité, et dérivées d'une fonction avec exponentielle


  • J

    C'est encore moi.. De retour avec une autre drôles de fonction qu'est y= e^-1÷x
    Grâce à la dernière fonction je me suis comme qui dirait améliorer , donc je penses que ira mieux..

    1°) Dom : ℜ car dom de e^x = ℜ positif différent de 0.
    Asymptote verticale ? Non car dom ℜ.

    2°) Limites:

    lim 1÷e^1÷x = 1÷ +∞ = 0.
    x→+∞

    lim 1÷e^1÷x = 1÷0 = Impossible
    x→-∞

    2"°) Asymptote horizontale en y = 0

    3°) Parité:
    f(-x) = e^1÷x ≠ f(x) La fonction n'est pas paire
    -f(x) = -e^-1÷x ≠ f(x) La fonction n'est pas impaire

    4°) Intersection des axes :

    .(0 ; ? )
    .y = e^-1÷0 -> Impossible
    Il n'y a donc pas d'intersection avec l'axe des y

    .( ? ; 0 )
    0= e^-1÷x -> Impossible
    Il n'y a donc pas d'intersection avec l'axe des x

    5°) Dérivée première:
    y= e^-1÷x e^u(x) = u' . (x) . e^u(x)

    y'=(-1÷x)' . (x) . e^-1÷x (f÷g) = [f'.g - f.g'] ÷ g²

    .(-1÷x)' = [ (-1)' . x - (-1) . x' ] ÷ x²

    y'= 1÷x² . x . e^-1÷x

    y'=

    Les variations : Toujours positif sans racine

    6°) Dérivée seconde:
    y'= 1÷x . e ^-1÷x (f÷g) = [f'.g - f.g'] ÷ g²
    y"=-1÷x²e^1÷x

    Point d'inflexion: Pas de point d'inflexion.

    Cette fonction me semble vraiment étrange.. Ou alors je me suis complètement trompé de A à Z..


  • A

    Hello JeanPhilipine
    lim 1÷e^1÷x = 1÷ +∞ = 0.
    x→+∞

    c'est bien
    lim 1/[e^(1/x)]
    x→+∞

    car dans ce cas 1/+∞ tend vers 0
    e^(0) tend vers 1
    et lim 1/1 tend vers 1 ...


  • J

    Merci pour ma limite.. Tout le reste est donc correcte ?


  • A

    Ah ça je ne sais pas
    je suis tombé dessus par hasard

    Cela dit si tu prends ta calculatrice ou Geogebra
    pour tracer tes courbes, à l'oeil déjà tu verras
    si ce que tu as trouvé par le calcul est en phase ...

    Sinon si il y a des choses qui te paraissent encore/toujours
    obscures dans ton exercice ?
    on peut en discuter mais point par point 😉


  • J

    Oui les limites j'ai compris à présent 🙂
    Et à propos de mon asymptote verticale ? C'est correct ? Car je n'ai jamais rien saisie à ca


  • A

    Asymptote
    Eh bien par exemple dans ce cas

    lim 1/[e^(1/x)] = 1
    x→+∞

    Quand x tend vers +∞, f(x)=y tend vers 1
    donc on a un asymptote horizontale d'équation y=1
    c'est à dire que pour x vers +∞ on se rapproche de + en + de
    f(x) = 1

    lim 1/[e^(1/x)] = +∞
    x→0-

    Quand x tend vers 0-, f(x) tend vers +∞
    donc là on a une asymptote verticale qui est x=0
    c'est à dire que pour y cette fois vers +∞
    on se rapproche de + en + de x=0


  • J

    Pour la deuxième limites ce ne serait pas une asymptote verticale ?


  • A

    Oui, j'ai corrigé


  • J

    Est-ce normal que ,
    lim 1/[e^(1/x)]
    x→0-

    Que cela tende vers +∞ au lieu de -∞ ? car en 0- nous sommes vers le négatif non.. ?


  • A

    1/0- tend vers -∞
    e^(-∞) tend vers 0+
    1/[0+)] tend vers +∞

    et la courbe sous Geogebra me confirme cela 😕


  • J

    D'accord d'accord , merci pour ton aide !
    Et mon analyse sur la parité est elle correcte ?

    f(-x) = e^1÷x ≠ f(x) La fonction n'est pas paire
    -f(x) = -e^-1÷x ≠ f(x) La fonction n'est pas impaire


  • A

    Elle n'a pas vraiment de "coté
    symétrique" cette courbe
    donc ni paire, ni impaire ... effectivement !


  • J

    L'intersection des axes par contre , ça me semble vraiment étrange , vu que je n'en ai aucune..

    .(0 ; ? )
    .y = e^-1÷0 -> Impossible
    Il n'y a donc pas d'intersection avec l'axe des y

    .( ? ; 0 )
    0= e^-1÷x -> Impossible
    Il n'y a donc pas d'intersection avec l'axe des x


  • mtschoon

    Bonjour,

    S'agit-il bien de la fonction f définie par :

    $\text{f(x)=e^{-\frac{1}{x }}$ ?

    Dans ce cas , effectivement la courbe ne coupe pas les axes de coordonnées.

    L'ensemble de définition est D=R-{0} ( pour x =0 , 1/x n'est pas défini ) donc pas de point d'intersection avec l'axe des ordonnées ( d'équation x=0)

    Pour tout x de D , f(x)>0 ( car fonction exponentille ) donc pas de point d'intersection avec l'axe des abscisses ( d'équation y=0)


  • J

    Merci bien ! Et pour mes dérivées ? je ne sais pas si la formule que j'ai utilisé est la bonne..
    y= e^-1÷x e^u(x) = u' . (x) . e^u(x)

    y'=(-1÷x)' . (x) . e^-1÷x (f÷g) = [f'.g - f.g'] ÷ g²

    .(-1÷x)' = [ (-1)' . x - (-1) . x' ] ÷ x²

    y'= 1÷x² . x . e^-1÷x
    Les variations : Toujours positif sans racine

    6°) Dérivée seconde:
    y'= 1÷x . e ^-1÷x (f÷g) = [f'.g - f.g'] ÷ g²
    y"=-1÷x²e^1÷x


  • mtschoon

    J'ai de la peine à lire tes écritures ...il me semble qu'il y a un "x" de trop dans y'

    U étant une fonction de x : f(x) est de la forme eUe^UeU donc f'(x) est de la forme U'eUe^UeU

    $\text{f(x)=e^{-\frac{1}{x }}$

    $\text{f'(x)=(\frac{1}{x^2}).e^{-\frac{1}{x }}$


  • J

    Et pour les variation , le maximum ect.. Comment fais tu ?


  • mtschoon

    Pour que tu pouisse vérifier tes calculs , je te donne la valeur finale de la dérivée seconde :

    $f''(x)=( \frac{1-2x}{x^4}).e^{-\frac{1}{x}$


  • mtschoon

    Excuse , nos réponses se sont croisées...

    Pour x ≠ 0 (0 est la valeur "interdite" ) les deux facteurs de la dérivée f'(x) sont strictement positifs , donc f'(x) > 0 donc f strictement croissante.


  • J

    Quel formule as tu utilisé pour trouvé la dérivée seconde ?


  • mtschoon

    Tu prends f'(x) et tu utilises la dérivéed'un produit

    U(x)=1x2=x−2U(x)=\frac{1}{x^2} =x^{-2}U(x)=x21=x2 donc U′(x)=−2x−3=−2x3U'(x)=-2x^{-3}=\frac{-2}{x^{3}}U(x)=2x3=x32

    $V(x)=e^{-\frac{1}{x}$ donc $V'(x)=\frac{1}{x^2}.e^{-\frac{1}{x}$

    f′′(x)=U′(x)V(x)+U(x)V′(x)f''(x)=U'(x)V(x)+U(x)V'(x)f(x)=U(x)V(x)+U(x)V(x)

    Tu continues.


  • J

    Et il n'y a aucun point d'inflexion ?


  • J

    Et il n'y a aucun point d'inflexion ?


  • mtschoon

    Cherche si la dérivée seconde s'annule ( en changeant de signe )


  • J

    Je ne saisie pas très bien.. Pour chercher le point d'inflexion je dois remplacé tout les x de la fonction de départ non ?

    Cette fonction n'a t'elle pas de maximum ?


  • mtschoon

    Ta phrase est très confuse...

    Quel est , pour toi , la méthode pour déterminer un point d'inflexion ?


  • mtschoon

    Comme je te l'ai déjà dit , cherche si la dérivée seconde s'annule ( en changeant de signe )

    Observe f"(x)

    Sur l'ensemble de définition , deux termes sont strictement positifs.

    Il te reste à analyser le 3eme , c'est à dire (1-2x)

    1-2x=0 <=>.......
    1-2x<0 <=> ......
    1-2x>0 <=> .......

    Donc.....................................


  • J

    1-2x=0 <=> x=1÷2
    1-2x<0 <=> x<1÷2
    1-2x>0 <=> x>1÷2

    Donc ?

    Moi pour trouver le point d'inflexion j'aurais remplacé le x de la fonction de départ pas 1÷2 c'est à dire que j'aurais fait

    y=e−1÷1÷2y=e^{-1÷1÷2}y=e1÷1÷2


  • mtschoon

    Attention aux sens des inégalités

    1-2x< 0 <=> -2x < -1 <=> x > 1/2

    Même principe pour 1-2x>0 ( à revoir )

    Conclusion :

    L'abscisse du point d'inflexion est 1/2

    L'ordonnée du point d'inflexion est f(1/2) , que tu n'oublies pas de simplifier un peu...


  • J

    Dernière question , la fonction y=e^-1÷x n'a t'elle pas de maximum ou de minimum ?


  • N
    Modérateurs

    Bonsoir Jeanphilipine

    Quel est le sens de variation de la fonction ?

    Sur quel ensemble varie y ?


  • J

    Le sens ? Tu veux dire par la si elle est croissante ou pas ?
    y varie sur tout les réel positif sauf 1


  • N
    Modérateurs

    Oui, sur quel domaine la fonction est croissante ou décroissante ?
    Soit plus précis pour les variations de y
    y varie de .....


  • J

    Elle est croissante de ]-∞ ; 0 [
    De ] 0; 1÷2[ décroissante
    Croissante de ] 1÷2 ; +∞ [

    Je ne comprends pas bien avec y varie..


  • mtschoon

    Jeanphilipine , j'ai l'impression que t'égares ...

    Le sens de variation est lié au signe de la dérivée première f'(x) (* la dérivée seconde ne sert qu'à avoir le point d'inflexion et connaître la concavité de la courbe ( position de la courbe par rapport à ses tangentes )* )

    Relis toute la discussion et fais le tableau de variation complet ( sans oublier la double barre pour x=0 ).
    Tu connais f'(x) et son signe (f'(x) >0 ) donc tu as le sens de variation ( sur ]-∞ , 0[ et ]0,+∞[ )

    Tu connais les limites ( que tu ajoutes aux bons endroits de ton tableau de variation )
    Rappels :
    en -∞ : c'est 1
    en 0−0^-0 : c'est +∞
    en 0+0^+0+ : c'est 0
    en +∞ : c'est 1

    Tu as déjà TOUT , alors que cherches-tu d'autre ?


  • J

    Si la fonction à un maximum ou un minimum..


  • mtschoon

    Parles-tu de maximum et minimum absolus ? relatifs ?

    De toute façon , si tu as compris le tableau de variation de f , tu n'as rien à faire: tu tires les conclusions sur l'existence ou la non existence d'un maximum et/ou d'un minimum ( si c'est ça ta question )

    La fonction tend vers +∞ donc....

    0 est un minorant de la fonction mais il n'y a pas de valeur de x dont l'image par f est 0 , donc..............


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