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ExercicePremière, chapitre 8 — Fonction exponentielle · Étude de la fonction exponentielle

Exercice 13

Calcul

1. Comparer les nombres suivants, sans calculatrice, en justifiant par le sens de variation de la fonction exponentielle.

(a) e2\mathrm{e}^{2} et e3\mathrm{e}^{3}

(b) e−1\mathrm{e}^{-1} et e−2\mathrm{e}^{-2}

(c) e2\mathrm{e}^{\sqrt{2}} et e1,5\mathrm{e}^{1,5}

(d) eπ\mathrm{e}^{\pi} et e3\mathrm{e}^{3}

(e) e−3\mathrm{e}^{-3} et 00

(f) e0\mathrm{e}^{0} et 11

2. Ranger dans l'ordre croissant les nombres suivants : e−2;e0,5;1;e−1;e3\mathrm{e}^{-2} \quad ; \quad \mathrm{e}^{0,5} \quad ; \quad 1 \quad ; \quad \mathrm{e}^{-1} \quad ; \quad \mathrm{e}^{3}

Corrigé

1. La fonction exponentielle étant strictement croissante sur ℝ\mathbb{R}, elle conserve l'ordre : comparer ea\mathrm{e}^{a} et eb\mathrm{e}^{b} revient à comparer aa et bb.

(a) 2<32<3 donc e2<e3\boxed{\mathrm{e}^{2}<\mathrm{e}^{3}}

(b) −2<−1-2<-1 donc e−2<e−1\boxed{\mathrm{e}^{-2}<\mathrm{e}^{-1}}

(c) 2≈1,41<1,5\sqrt{2}\approx 1{,}41<1{,}5 donc e2<e1,5\boxed{\mathrm{e}^{\sqrt{2}}<\mathrm{e}^{1,5}}

(d) π≈3,14>3\pi\approx 3{,}14>3 donc eπ>e3\boxed{\mathrm{e}^{\pi}>\mathrm{e}^{3}}

(e) L'exponentielle est strictement positive : e−3>0\boxed{\mathrm{e}^{-3}>0}

(f) Par définition, e0=1\boxed{\mathrm{e}^{0}=1}

La question e) ne relève pas de la croissance mais de la stricte positivité : un exposant négatif ne rend jamais l'exponentielle négative.

2. On range d'abord les exposants, en remarquant que 1=e01=\mathrm{e}^{0} : −2<−1<0<0,5<3-2<-1<0<0{,}5<3 La croissance de l'exponentielle donne alors : e−2<e−1<1<e0,5<e3\boxed{\mathrm{e}^{-2}<\mathrm{e}^{-1}<1<\mathrm{e}^{0,5}<\mathrm{e}^{3}} Numériquement : 0,14<0,37<1<1,65<20,090{,}14<0{,}37<1<1{,}65<20{,}09.

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