Première · Mathématiques · Chapitre 6
La fonction exponentielle
- caractérisation f' = f
- relation fonctionnelle
- croissance exponentielle
Ce que tu sauras faire
- Retenir que la fonction exponentielle est l'unique fonction dérivable sur telle que et
- Utiliser la relation fonctionnelle et ses conséquences, et savoir les démontrer
- Retenir que pour tout réel , dériver et étudier les variations de fonctions simples avec exponentielle
- Résoudre une équation ou une inéquation du type et
- Relier une suite géométrique (temps discret) et un modèle exponentiel (temps continu)
- Modéliser des intérêts composés, une dilution, une décroissance radioactive
- Tracer la tangente en 0 d'équation et l'utiliser comme approximation
Au programme du chapitre
- Une fonction égale à sa propre dérivée
- Le nombre et la notation
- La relation fonctionnelle
- Signe, variations, courbe et tangente en 0
- Dériver des expressions contenant l'exponentielle
- Équations et inéquations
- Temps discret, temps continu : suites géométriques et exponentielle
- Trois modèles à connaître
Exercices corrigés
Exercice 1
Pourquoi a-t-on besoin des deux conditions et pour définir la fonction exponentielle ? Une seule ne suffirait-elle pas ?
Un coup de pouce
Cherche une fonction très simple qui est égale à sa propre dérivée, puis regarde combien elle vaut en 0.
Voir la correction pas à pas
Aucune des deux ne suffit seule. La fonction nulle vérifie (car ), mais : la condition ne caractérise donc pas une unique fonction. De même, la fonction vérifie mais . Inversement, une infinité de fonctions valent 1 en 0 (par exemple ) sans être égales à leur dérivée. C'est le couple des deux conditions qui rend la fonction unique : impose la « forme » de la croissance, fixe la « taille » de départ.
Exercice 2
Justifie en une phrase pourquoi on s'autorise à écrire sous la forme d'une puissance .
Un coup de pouce
Compare la relation fonctionnelle avec la règle vue avec les suites géométriques.
Voir la correction pas à pas
Parce que obéit exactement aux mêmes règles que les puissances : est l'analogue de , et on a aussi et . Comme de plus , la fonction se comporte comme « à la puissance » : la notation n'est donc pas un abus, elle est cohérente avec tout ce que tu sais des puissances.
Les pièges à éviter
- Écrire .
- Dériver comme une puissance : .
- Oublier le coefficient en dérivant : .
- Croire que .
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