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ExercicePremière, chapitre 8 — Fonction exponentielle · Propriétés algébriques de l'exponentielle

Exercice 4

Calcul

Développer et réduire les expressions suivantes.

1. A=(ex+1)2A=\left(\mathrm{e}^{x}+1\right)^{2}

2. B=(ex−1)(ex+1)B=\left(\mathrm{e}^{x}-1\right)\left(\mathrm{e}^{x}+1\right)

3. C=(ex+e−x)2−(ex−e−x)2C=\left(\mathrm{e}^{x}+\mathrm{e}^{-x}\right)^{2}-\left(\mathrm{e}^{x}-\mathrm{e}^{-x}\right)^{2}

4. D=(ex+2)(ex−3)D=\left(\mathrm{e}^{x}+2\right)\left(\mathrm{e}^{x}-3\right)

5. E=(ex+e−x)(ex−e−x)E=\left(\mathrm{e}^{x}+\mathrm{e}^{-x}\right)\left(\mathrm{e}^{x}-\mathrm{e}^{-x}\right)

On donnera le résultat le plus simple possible : certaines de ces expressions ne dépendent même plus de xx.

Corrigé

1. On développe l'identité remarquable (u+v)2=u2+2uv+v2(u+v)^{2}=u^{2}+2uv+v^{2} : A=(ex)2+2ex+1=e2x+2ex+1A=\left(\mathrm{e}^{x}\right)^{2}+2\mathrm{e}^{x}+1=\boxed{\mathrm{e}^{2x}+2\mathrm{e}^{x}+1}

2. On reconnaît (u−v)(u+v)=u2−v2(u-v)(u+v)=u^{2}-v^{2} : B=(ex)2−12=e2x−1B=\left(\mathrm{e}^{x}\right)^{2}-1^{2}=\boxed{\mathrm{e}^{2x}-1}

3. On développe les deux carrés séparément : (ex+e−x)2=e2x+2exe−x⏟= 1+e−2x=e2x+2+e−2x(ex−e−x)2=e2x−2+e−2x\begin{aligned} \left(\mathrm{e}^{x}+\mathrm{e}^{-x}\right)^{2} &= \mathrm{e}^{2x}+2\underbrace{\mathrm{e}^{x}\mathrm{e}^{-x}}_{=\,1}+\mathrm{e}^{-2x} = \mathrm{e}^{2x}+2+\mathrm{e}^{-2x} \\ \left(\mathrm{e}^{x}-\mathrm{e}^{-x}\right)^{2} &= \mathrm{e}^{2x}-2+\mathrm{e}^{-2x} \end{aligned} En soustrayant, tous les termes en e2x\mathrm{e}^{2x} et e−2x\mathrm{e}^{-2x} disparaissent : C=(e2x+2+e−2x)−(e2x−2+e−2x)=4C=\left(\mathrm{e}^{2x}+2+\mathrm{e}^{-2x}\right)-\left(\mathrm{e}^{2x}-2+\mathrm{e}^{-2x}\right)=\boxed{4}

C est une constante : elle ne deˊpend pas de x\boxed{C \text{ est une constante : elle ne dépend pas de } x}

4. D=e2x−3ex+2ex−6=e2x−ex−6D=\mathrm{e}^{2x}-3\mathrm{e}^{x}+2\mathrm{e}^{x}-6=\boxed{\mathrm{e}^{2x}-\mathrm{e}^{x}-6}

5. On reconnaît à nouveau u2−v2u^{2}-v^{2} : E=(ex)2−(e−x)2=e2x−e−2xE=\left(\mathrm{e}^{x}\right)^{2}-\left(\mathrm{e}^{-x}\right)^{2}=\boxed{\mathrm{e}^{2x}-\mathrm{e}^{-2x}}

La clé de cet exercice est l'égalité ex×e−x=e0=1\mathrm{e}^{x}\times\mathrm{e}^{-x}=\mathrm{e}^{0}=1, qui fait disparaître les doubles produits.

Dans l'édifice

Thèmes

fonction exponentielle

Notions

exponentielle

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