Etudier la position relative des courbes de deux fonctions


  • C

    bonsoir,
    voila j'aurai besoin d'aide pour une question de mon DM

    soit f(x) = 1+x+ (x²/2) - (1+x)ln(1+x) df= ]-1, +inf[

    Etudier la position relative des courbes d'équations y=f(x) et y=x²/2
    donc on fait,

    f(x) - x²/2 = 1+x - (1+x)ln (1+x)

    et la pour étudier le signe, ça coince...

    merci


  • Zauctore

    salut

    en factorisant, tu as 1+x - (1+x)ln (1+x) = (1+x)[1 - ln(1+x)]

    or 1+x est positif ; maintenant, saurais-tu déterminer le signe de 1 - ln(1+x) pour tout x > -1 ?


  • S

    Bonsoir.

    Une autre méthode, plus générale si encadrer ta fonction n'est pas facile. Tu peux tenter c'est de poser par exemple la fonction h telle que h(x)=f(x)-x²/2 pour avoir plus facilement ta différence sous le coude.
    Comme tu as h(x)=1+x-(1+x)ln(1+x) en justifiant correctement la dérivabilité de h tu peux la dériver assez simplement. Les logarithmes ont tendances à bien s'arranger par dérivation et de tête je peux voir que celui là ne déroge pas à la règle.
    Donc de h' tu peux en étudier le signe assez facilement et donc en déduire la stricte monotonie de h par intervalles.
    Tu n'as plus qu'à regarder où elle s'annule et le tour est joué. En effet, si tu sais qu'elle s'annule en un certain x alors qu'elle est strictement croissante et bien tu peux en déduire qu'elle est négative avant ce x et positive après.

    C'est un peu plus long (à peine, ça se rédige très vite avec l'habitude) mais ça a le mérite de pas demander de réflexion.


  • Zauctore

    [no comment]

    je finis :

    pour trouver le signe de 1 - ln(1+x),
    je regarde l'inéquation

    1 - ln(1+x) ≥ 0
    qui revient à
    1 ≥ ln(1+x)
    soit encore
    ln(e) ≥ ln(1+x)
    et par croissance de ln
    e ≥ 1+x
    donc finalement

    x ≤ e-1≈ 1,78.

    ps : il y a équivalence à chaque ligne.


  • C

    Merci beaucoup,Vu comme ça, ça parait beaucoup plus simple;
    donc
    (1+x)[1-ln(1+x)] est positive sur ]-1; (e-1)]
    et negative sur ](e-1), + inf]

    on en deduit que f(x) est au dessus de x²/2 sur ]-1,(e-1)]
    et en dessous de x²/2 sur ](e-1), +inf[

    J'ai une derniere question je dois trouver une asymptote de
    f(x).
    hors lim en -1 de f(x) = 1/2
    et lim en +inf de f(x) = +inf
    donc il n'y a pas d'asymptote vertical et horizontal, la seul solution serait une asymptote oblique mais je ne sais pas comment la trouver.


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