ATLAS Ouvrir dans l'atlas →

ExerciceTerminale, chapitre 5 — Fonctions exponentielle et logarithme · Logarithme : calculs, équations et inéquations

Exercice 13

Calcul

Aucune indication n'est donnée dans cet exercice : c'est à vous de reconnaître, pour chaque équation, la méthode qui convient. On n'oubliera jamais de commencer par la condition d'existence lorsqu'un logarithme apparaît.

Résoudre dans ℝ\mathbb{R} les équations suivantes.

a) e3x=4\mathrm{e}^{3x}=4

b) ex+1=e2−x\mathrm{e}^{x+1}=\mathrm{e}^{2-x}

c) 3ex−1=03\mathrm{e}^{x}-1=0

d) ln⁡(2x+1)=2\ln(2x+1)=2

e) ex2=e2x+3\mathrm{e}^{x^{2}}=\mathrm{e}^{2x+3}

f) e2x=3ex\mathrm{e}^{2x}=3\mathrm{e}^{x}

g) e2x−5ex+6=0\mathrm{e}^{2x}-5\mathrm{e}^{x}+6=0

h) e2x+ex−12=0\mathrm{e}^{2x}+\mathrm{e}^{x}-12=0

i) ex−2e−x=1\mathrm{e}^{x}-2\mathrm{e}^{-x}=1

j) (ln⁡(x))2=4\left(\ln(x)\right)^{2}=4

k) ln⁡(x)+ln⁡(x−2)=ln⁡(3)\ln(x)+\ln(x-2)=\ln(3)

l) 2ln⁡(x)=ln⁡(x+6)2\ln(x)=\ln(x+6)

m) ln⁡(x2−3x)=ln⁡(4)\ln\left(x^{2}-3x\right)=\ln(4)

n) (ex−2)(ln⁡(x)−1)=0\left(\mathrm{e}^{x}-2\right)\left(\ln(x)-1\right)=0

o) e2x−4ex+4=0\mathrm{e}^{2x}-4\mathrm{e}^{x}+4=0

Corrigé

a) 3x=ln⁡(4)3x=\ln(4), donc x=ln⁡(4)3\boxed{x=\dfrac{\ln(4)}{3}}

b) x+1=2−xx+1=2-x, donc x=12\boxed{x=\dfrac{1}{2}}

c) ex=13\mathrm{e}^{x}=\dfrac{1}{3}, donc x=ln⁡(13)=−ln⁡(3)x=\ln\left(\frac{1}{3}\right)=\boxed{-\ln(3)}

d) C.E. : x>−12x>-\dfrac{1}{2}. Alors 2x+1=e22x+1=\mathrm{e}^{2}, donc x=e2−12\boxed{x=\dfrac{\mathrm{e}^{2}-1}{2}}

e) x2=2x+3  ⟺  x2−2x−3=0x^{2}=2x+3 \iff x^{2}-2x-3=0, de discriminant 1616 : x=3 ou x=−1\boxed{x=3 \text{ ou } x=-1}

f) Comme ex≠0\mathrm{e}^{x}\neq 0, on divise par ex\mathrm{e}^{x} : ex=3\mathrm{e}^{x}=3, donc x=ln⁡(3)\boxed{x=\ln(3)}

g) Avec X=exX=\mathrm{e}^{x} : X2−5X+6=0X^{2}-5X+6=0 donne X=2X=2 ou X=3X=3, d'où x=ln⁡(2) ou x=ln⁡(3)\boxed{x=\ln(2) \text{ ou } x=\ln(3)}

h) X2+X−12=0X^{2}+X-12=0 donne X=3X=3 ou X=−4X=-4 ; on rejette −4-4 : x=ln⁡(3)\boxed{x=\ln(3)}

i) En multipliant par ex\mathrm{e}^{x} : e2x−ex−2=0\mathrm{e}^{2x}-\mathrm{e}^{x}-2=0, soit X2−X−2=0X^{2}-X-2=0, d'où X=2X=2 ou X=−1X=-1 ; on rejette −1-1 : x=ln⁡(2)\boxed{x=\ln(2)}

j) C.E. : x>0x>0. Alors ln⁡(x)=2\ln(x)=2 ou ln⁡(x)=−2\ln(x)=-2 : x=e2 ou x=e−2\boxed{x=\mathrm{e}^{2} \text{ ou } x=\mathrm{e}^{-2}}

k) C.E. : x>0x>0 et x>2x>2, soit x>2x>2. L'équation devient x2−2x=3x^{2}-2x=3, soit x2−2x−3=0x^{2}-2x-3=0, d'où x=3x=3 ou x=−1x=-1. Seule x=3\boxed{x=3} convient.

l) C.E. : x>0x>0. Alors ln⁡(x2)=ln⁡(x+6)\ln\left(x^{2}\right)=\ln(x+6) donne x2−x−6=0x^{2}-x-6=0, d'où x=3x=3 ou x=−2x=-2. Seule x=3\boxed{x=3} convient.

m) C.E. : x2−3x>0x^{2}-3x>0, c'est-à-dire x<0x<0 ou x>3x>3. L'équation donne x2−3x−4=0x^{2}-3x-4=0, d'où x=4x=4 ou x=−1x=-1.

Les deux valeurs conviennent, car −1<0-1<0 et 4>34>3 : x=−1 ou x=4\boxed{x=-1 \text{ ou } x=4} C'est le piège de l'exercice : on rejette d'ordinaire les valeurs négatives, mais ici c'est x2−3xx^{2}-3x, et non xx, qui doit être strictement positif.

n) C.E. : x>0x>0. Un produit est nul si l'un des facteurs l'est : ex=2 ou ln⁡(x)=1soitx=ln⁡(2) ou x=e\mathrm{e}^{x}=2 \text{ ou } \ln(x)=1 \qquad\text{soit}\qquad \boxed{x=\ln(2) \text{ ou } x=\mathrm{e}} Les deux valeurs sont bien strictement positives.

o) On reconnaît une identité remarquable : (ex−2)2=0\left(\mathrm{e}^{x}-2\right)^{2}=0, donc ex=2\mathrm{e}^{x}=2 : x=ln⁡(2)\boxed{x=\ln(2)} La racine est double, mais l'équation n'a qu'une seule solution.

Dans l'édifice

Thèmes

exponentielle, logarithme, équation, ensemble de définition

Notions

exponentielle, logarithme

Ouvrir dans l'atlas interactif →