Résolution d'une équation


  • Simaths

    Bonjour,
    L'or d'un test de niveau on nous propose de résoudre l'équation x+ln(x)=0, pour moi j'ai passé par un changement de variable en posant que ln(x)=k pour tout k€Z et pour cela je retrouve x=exp(k) maintenant j'ai mon équation exp(k)+k=0 mais je suis bloqué de quelle valeur de k cette équation est nulle où faut il resté sur la même équation de départ pour résoudre ? Merci pour votre aide


  • N
    Modérateurs

    @Simaths Bonjour,

    Etudie la fonction f(x)=x+ln(x)f(x) = x+ln(x)f(x)=x+ln(x)
    A partir des variations tu montres qu'il existe une valeur de xxx qui annule f(x)f(x)f(x).

    Tu cherches ensuite une valeur approchée.


  • Simaths

    @Noemi j'ai essayé cela en passant par la méthode de dichotomie mais je trouve seulement une continuité d'intervalle


  • N
    Modérateurs

    @Simaths

    Par dichotomie, tu dois trouvé pour xxx, une valeur proche de 0,5671...


  • mtschoon

    Bonjour,

    @Simaths , suis la piste de Noemi en utilisant le théorème des valeurs intermédiaires
    Ce théorème doit être dans ton cours
    Il est détaillé ici ( regarde le pargraphe III, cas d'une fonction continue et strictement monotone).
    https://www.parfenoff.org/pdf/Term_S/analyse/Term_S_Continuite_theor_val_interm.pdf

    Soit f(x)=x+ln(x)f(x)=x+ln(x)f(x)=x+ln(x)
    f est définie et dérivable (donc continue ) sur ]0,+∞[]0,+\infty[]0,+[
    f′(x)=1+1xf'(x)=1+\dfrac{1}{x}f(x)=1+x1
    f(x)>0f(x)\gt 0f(x)>0 donc f strictement croissante.
    Tu cherches les limites (faciles) en 0 (par valeurs positives) et en +∞+\infty+
    Tu peux faire le tableau de variations pour que ça soit plus clair.

    Conclusion :
    f est définie, continue, et strictement croissante de ]0,+∞[]0,+\infty[]0,+[ vers ]−∞,+∞[]-\infty,+\infty[],+[
    0∈]−∞,+∞[0\in]- \infty,+\infty[0],+[
    Avec le T.V.I., tu déduis qu'il y a une (et une seule) valeur α\alphaα de ]0,+∞[]0,+\infty[]0,+[ telle de f(x)=0f(x)=0f(x)=0

    L'équation x+ln(x)=0x+ln(x)=0x+ln(x)=0 a donc pour solution α\alphaα

    A la calculette (ou autre) tu trouves une valeur approchée de α\alphaα
    Ma calculette me donne α≈0.56\alpha \approx 0.56α0.56


  • mtschoon

    @Noemi , bonjour,

    Quand j'ai commencé à écrire ma "prose", tu n'étais pas connectée...


  • mtschoon

    Illustration graphique
    La représentation graphique de f est en rouge
    A est le point d'intersection de la représentation graphique de f avec l'axe des abscisses, de coordonnées (α,0)(\alpha,0)(α,0)
    TVI.jpg


  • B

    Bonjour,

    Beaucoup a été dit, mais soit :

    x + ln(x) = 0

    On peut trouver la valeur de x en utilisant la fonction spéciale W de Lambert.
    Cette fonction n'étant pas connue en Terminale, on peut alors approcher la valeur de x en étudiant les variations de f(x) = x + ln(x)

    f(x) = x + ln(x)
    Df : x > 0
    f'(x) = 1 + 1/x = (x+1)/x

    f'(x) > 0 sur R*+ --> f est strictement croissante.

    f(1/e) = 1/e - 1 = -0,63... < 0
    f(1) = 1 > 0

    Des 3 lignes précédentes et par le théorème des valeurs intermédiaires, on peut dire qu'il y une et seule valeur alpha de x pour laquelle f(x) = 0 et

    que alpha est comprise dans ]1/e ; 1[

    On peut donc approcher alpha avec la précision qu'on veut (sauf valeur exacte) par une méthode dichotomique.
    ...


    Remarque,

    A partir du moment où il n'y a pas de balises dans l'énoncé sur la méthode à utiliser pour résoudre l'équation ... et que de toutes manières on ne peut pas trouver la valeur exacte de alpha, on pourrait tout aussi bien tracer la courbe représentant f(x) = x + ln(x) sur une calculette graphique ...
    et y lire une valeur approchée de alpha. (pour f(x) = 0)

    Ce serait probablement pénalisé par le prof, bien que cette méthode en vaut bien une autre.


  • mtschoon

    Pour les curieux,

    Tout à fait hors sujet en TS, mais puisque la fontion de Lambert est citée, voici un lien sur la constante Ω\OmegaΩ
    qui répond à la question.
    α=Ω=W0(1)=0,56714329040978387299996866221035…\alpha = \Omega=W_0(1)=0,56714329040978387299996866221035 …α=Ω=W0(1)=0,56714329040978387299996866221035

    http://villemin.gerard.free.fr/Wwwgvmm/Nombre/aaaConst/Omega.htm


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