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ExerciceMaths Sup – MPSI, chapitre 5 — Fonctions usuelles et dérivation pratique · Exponentielle et logarithme

Exercice 24

Calcul

Le médecin légiste. D'après la loi de refroidissement de Newton, la température d'un corps placé dans une pièce à 20 ∘20\,^{\circ}C vérifie T(t)=A e−ct+20T(t) = A\,\mathrm{e}^{-ct} + 20, où tt est le temps en heures, et AA et cc deux constantes positives. Un corps est découvert à 2323 h, à la température de 31 ∘31\,^{\circ}C ; une heure plus tard, il n'est plus qu'à 29 ∘29\,^{\circ}C. On prend l'origine des temps à l'heure de la découverte.

1. Déterminer les constantes AA et cc.

2. Sachant que la température du corps vivant était de 37 ∘37\,^{\circ}C, déterminer l'heure du décès, à la minute près.

Corrigé

1. On a T(0)=A+20=31T(0) = A + 20 = 31, donc A=11A = 11, puis T(1)=11 e−c+20=29T(1) = 11\,\mathrm{e}^{-c} + 20 = 29, donc e−c=911\mathrm{e}^{-c} = \frac{9}{11}. A=11,c=ln⁡119≈0,201 h−1\boxed{A = 11, \qquad c = \ln\frac{11}{9} \approx 0{,}201\ \text{h}^{-1}} 2. On cherche tt tel que 11 e−ct+20=3711\,\mathrm{e}^{-ct} + 20 = 37, soit e−ct=1711\mathrm{e}^{-ct} = \frac{17}{11}, c'est-à-dire t=−ln⁡(17/11)ln⁡(11/9)≈−2,169 h≈−2 h 10 min.t = -\frac{\ln(17/11)}{\ln(11/9)} \approx -2{,}169\ \text{h} \approx -2\ \text{h}\ 10\ \text{min}.

deˊceˋs vers 20 h 50\boxed{\text{décès vers } 20\ \text{h}\ 50} Le temps est négatif, ce qui est attendu : le décès précède la découverte. Le modèle suppose la pièce à température constante depuis le décès ; c'est en pratique la principale source d'incertitude.

Dans l'édifice

Thèmes

exponentielle et logarithme, dérivée d'une composée, exponentielle

Notions

exponentielle, logarithme

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