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

Exercice 15

Calcul

On note 𝒞\mathcal{C} la courbe représentative de la fonction exponentielle.

1. Rappeler la dérivée de la fonction exponentielle, ainsi que la valeur de e0\mathrm{e}^{0}.

2. Déterminer une équation de la tangente à 𝒞\mathcal{C} au point d'abscisse 00.

3. Déterminer une équation de la tangente à 𝒞\mathcal{C} au point d'abscisse 11.

4. Déterminer une équation de la tangente à 𝒞\mathcal{C} au point d'abscisse −1-1.

5. Tracer dans un même repère la courbe 𝒞\mathcal{C} et ces trois tangentes, en prenant 22 cm pour une unité en abscisse et 11 cm pour une unité en ordonnée, avec −3⩽x⩽2-3\leqslant x\leqslant 2.

On utilisera les valeurs approchées e≈2,7\mathrm{e}\approx 2{,}7 et e−1≈0,37\mathrm{e}^{-1}\approx 0{,}37.

Corrigé

1. La fonction exponentielle est sa propre dérivée, et vaut 11 en 00 : exp⁡′=exp⁡ete0=1\boxed{\exp'=\exp \qquad \text{et} \qquad \mathrm{e}^{0}=1}

2. La tangente au point d'abscisse aa a pour équation y=f′(a)(x−a)+f(a)y=f'(a)(x-a)+f(a). Pour a=0a=0, avec f(0)=f′(0)=1f(0)=f'(0)=1 : T0:y=x+1\boxed{T_{0} : y=x+1}

3. Pour a=1a=1, avec f(1)=f′(1)=ef(1)=f'(1)=\mathrm{e} : y=e(x−1)+e=ex−e+ed’ouˋT1:y=exy=\mathrm{e}(x-1)+\mathrm{e}=\mathrm{e} x-\mathrm{e}+\mathrm{e} \qquad \text{d'où} \qquad \boxed{T_{1} : y=\mathrm{e} x} Cette tangente passe donc par l'origine.

4. Pour a=−1a=-1, avec f(−1)=f′(−1)=e−1f(-1)=f'(-1)=\mathrm{e}^{-1} : y=e−1(x+1)+e−1d’ouˋT−1:y=e−1x+2e−1y=\mathrm{e}^{-1}(x+1)+\mathrm{e}^{-1} \qquad \text{d'où} \qquad \boxed{T_{-1} : y=\mathrm{e}^{-1}x+2\mathrm{e}^{-1}} Numériquement, y≈0,37x+0,74y\approx 0{,}37x+0{,}74.

5. Voici la figure.

Figure

On observe que les trois tangentes restent toutes en dessous de 𝒞\mathcal{C}, ne la touchant qu'en leur point de contact.

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