📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Logarithme népérien ($\ln$) : Fonction définie sur $]0, +\infty[$, $\ln(1)=0$, $\ln(e)=1$. $\ln(ab) = \ln a + \ln b$ et $\ln(a^r) = r \ln a$.
- Exponentielle ($\exp$) : Fonction définie sur $\mathbb{R}$, réciproque de $\ln$. $e^0=1$, $e^1=e$. $e^{a+b} = e^a \times e^b$ et $(e^a)^b = e^{ab}$.
- Limites fondamentales : $\lim_{x \to +\infty} \frac{\ln x}{x} = 0$, $\lim_{x \to 0^+} x \ln x = 0$, $\lim_{x \to +\infty} \frac{e^x}{x} = +\infty$, $\lim_{x \to -\infty} x e^x = 0$.
Méthodes à maîtriser
- Résoudre $e^{f(x)} = k$ en passant par $\ln$ : $f(x) = \ln k$ (si $k>0$).
- Résoudre $\ln(f(x)) = k$ en passant par $\exp$ : $f(x) = e^k$.
- Étude de signe : Utiliser la croissance des fonctions pour comparer les expressions.
Exemples corrigés
- Résoudre $\ln(x) + \ln(x-1) = \ln(2)$ : Domaine $x>1$. $\ln(x(x-1)) = \ln(2) \Rightarrow x^2-x-2=0$. Solutions $x=2$ ou $x=-1$. Seul $x=2$ est valide.
- Dérivée de $f(x) = e^{x^2}$ : $f'(x) = (x^2)' e^{x^2} = 2x e^{x^2}$.
Erreurs fréquentes
- Oublier le domaine de définition avant de résoudre une équation avec $\ln$.
- Confondre $\ln(a+b)$ avec $\ln a + \ln b$ (c'est faux !).
- Oublier que $e^x$ est toujours strictement positif.