« Fonction logarithme/Exercices/Utilisation des propriétés du logarithme » : différence entre les versions

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:'''b.''' <math>\ln(0,0001)=\ln(10^{-4})=-4~\ln(10)</math>
:'''c.''' <math>\ln \left (\frac{49}{12} \right )=\ln(49)-\ln(12)=\ln(7^2)-\ln(3 \times 4)=2~\ln(7)-\ln(3)-\ln(4)=2~\ln(7)-\ln(3)-\ln(2^2)=2~(\ln(7)-\ln(2))-\ln(3)</math>
:'''d.''' <math>\ln(1024)=\ln(2^{10})=10\ln(2)\,</math>
:'''e.''' <math>\ln(0,125)=\ln\left(\frac18\right)=-\ln(8)=-\ln(2^3)=-3\ln(2)</math>
 
'''2. a.''' <math>3\ln(x^2)=6\ln(x)\,</math>
:'''b.''' <math>\ln(x^2+2x+1)=\ln((x+1)^2)=2~\ln(x+1)</math>
:'''c.''' <math>\ln(2x+2)-\ln(x+1)=\ln(2(x+1))-\ln(x+1)=\ln(2)+\ln(x+1)-\ln(x+1)=~\ln(2)</math>
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'''1.''' Comparer les nombres suivants sans calculer de valeurs approchées.
 
:'''a.''' <math>\ln(20)\,</math> et <math>\ln(22)\,</math> :
 
:'''b.''' <math>\ln(3)\,</math> et <math>1\,</math>
 
:'''c.''' Quel est le plus petit entier n tel que <math>3^n > 6666666666\,</math> ?
 
'''2.''' Comparer les expressions algébriques suivantes.
 
:'''a.''' <math>\ln(x^2+x+2)\,</math> et <math>0\,</math> pour <math>x \in \R</math>:
 
:'''b.''' <math>\ln(x^2 + 1)\,</math> et <math>\ln(2x)\,</math> pour <math>x \in \R^{+*}</math>:
''Piste de départ'' : Il faut remarquer qu'à l'intérieur des <math>\ln\,</math> qu'on nous demande de comparer, on peut retrouver une identité remarquable par regroupement.
 
{{Solution
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'''c.''' On rappelle que la fonction logarithme est strictement croissante, ainsi, la relation :
<math>3^n > 6666666666\,</math>
Est équivalente à la relation :
 
<math>\ln \left(3^n\right) > \ln \left(6666666666 \right) \,</math>
 
Or on sait que <math>\ln \left(3^n\right) =n \ln 3</math>, par conséquent, on trouve :
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Une dernière précaution : ''n'' est un entier, la solution est donc la partie entière de cette quantité. Sa valeur est à peu près 20,5 donc la solution est finalement :
 
<math>n = 21 \,</math>
 
Vérifions que cette solution marche : <math>3^{21} = 10460353203 > 6666666666</math> ;
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'''2.''' '''a.''' Soit <math>x\in \R</math>
* <math>0=~\ln(1)</math>. On va donc chercher à '''comparer <math>x^2+x+2\,</math> à <math>1\,</math>'''
 
* '''Étude du signe de <math>(x^2+x+2)-(1)\,</math>''' :
** On s'intéresse à l'équation <math>x^2+x+1=0\,</math> d'inconnue ''x''.
** Cette équation du second degré a pour discriminant <math>\Delta=1-4 \times 1 \times 1= -3</math>, donc n'admet pas de racine réelle et reste du signe du coefficient de plus haut degré.
** Finalement <math>(x^2+x+2)-1>0\,</math>, c'est-à-dire <math>(x^2+x+2)>1\,</math>
 
* <math>\ln\,</math> est une fonction croissante
 
{{Encadre|contenu=Finalement, pour tout <math>x \in \R, \ln(x^2+x+2)>0</math>}}
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* Donc <math>x^2+1 \geq 2x</math>
 
* <math>\ln\,</math> est croissante
 
{{Encadre|contenu=Donc pour tout <math>x \in \R^{+*},~\ln(x^2+1) \geq \ln(2x)</math>}}}}
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== Ensemble de définition ==
 
Démontrer que l’expression <math>\ln(x^2-4x+5)\,</math> est définie pour tout ''x''.
{{Solution
| contenu =
Il s'agit de vérifier que pour tout <math>x\in \R,~x^2-4x+5>0</math> :
* On cherche les solutions de l'équation <math>x^2-4x+5=~0</math> d'inconnue ''x''. Cette équation est du second degré, de discriminant <math>\Delta=4^2-4\times1\times 5=-4~<0</math>, donc n'admet aucune solution réelle.
* Le signe de <math>x^2-4x+5\,</math> est alors toujours le même que celui du terme de plus haut degré, c'est-à-dire positif.
 
{{Encadre|contenu=L’expression <math>\ln(x^2-4x+5)\,</math> est donc bien définie pour tout <math>x\in \R</math>}}}}
 
<noinclude>{{Bas de page