« Fonction logarithme/Exercices/Étude d'une fonction comprenant un logarithme » : différence entre les versions

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:'''a.''' En remarquant que <math>\frac{\ln(x)}x</math> est de la forme <math>u'(x)~u(x)</math>, déterminer une primitive de la fonction h, que l'on notera H.
 
:'''b.''' Calculer en <math>cm^2</math> l'aire de la partie du plan délimitée par la courbe <math>\mathcal C</math>, la droite <math>\mathcal D</math> et les droites d'équations <math>x=\sqrt{e}</math> et <math>x=e\,</math>.
 
{{Solution|contenu='''1.''' '''a.''' *<math>\lim_{x \rightarrow +\infty} \frac{\ln(x)}x =0</math>
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'''4.''' '''a.''' Séparons la fonction à intégrer en deux parties :
<math>h(x)=h_1(x)+h_2(x)\,</math>
Avec :
<math>h_1(x)=-\frac12.\frac1x</math>
<math>h_2(x)=\frac{\ln x}x</math>
 
Comme une primitive sur I de <math>x \mapsto \frac 1x</math> est <math>x \mapsto \ln(x)</math>, on trouve une primitive <math>H_1\,</math> de <math>h_1\,</math> sur I :
 
<math>H_1:x\mapsto-\frac12\ln(x)</math>
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Dans notre cas, <math>u=~\ln</math>. On a bien pour tout <math>x \in I,~\frac{\ln(x)}x=u'(x).u(x)=\frac12~(2~u'(x).u(x))</math>
 
Une primitive de <math>h_2\,</math> sur I est ainsi :
 
<math>H_2(x)=\frac12u(x)^2=\frac12 \ln(x)^2</math>
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L'aire que l'on cherche à calculer est l'aire rouge. On peut facilement calculer :
* (aire rouge+aire bleue), qui correspond à l'intégrale de la fonction f entre <math>\sqrt e</math> et <math>e\,</math>
* aire bleue, qui correspond à l'intégrale de la fonction dont la courbe est <math>\mathcal D</math> entre <math>\sqrt e</math> et <math>e\,</math>
 
L'aire rouge vaut ainsi, en unités de surface :