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Bonjour ^^

Je bloque sur un exercice (fonctions exponentielles)... voilà, la fonction f définie sur [5;60] par f(x)= 0.1xe^0.1x - e^0.1x - 20.
On demande de : a. montrer que f(x)=0 possède une unique solution α dans [5;60]
b. Donner un encadrement à l'unité de α.

Pour la a. j'avais prevue d'utiliser l'équation du second degré c'est bon ou pas?

Merci de répondre ^^


Répondre :

Bonjour Keirah ,

a) Montrons que la fonction f est strictement croissante sur l'intervalle [5 ; 60]

[tex]f(x)=0.1xe^{0.1x}-e^{0.1x}-20\\\\\\f'(x)=(0.1xe^{0.1x})'-(e^{0.1x})'-20'\\\\f'(x)=[(0.1x)'e^{0.1x}+0.1x(e^{0.1x})']-(0.1x)'e^{0.1x}-0\\\\f'(x)=[0.1e^{0.1x}+0.1x\times0.1e^{0.1x}]-0.1e^{0.1x}\\\\f'(x)=0.1e^{0.1x}+0.1x\times0.1e^{0.1x}-0.1e^{0.1x}\\\\f'(x)=0.1x\times0.1e^{0.1x}\\\\\boxed{f'(x)=0.01xe^{0.1x}}[/tex]

Or 

[tex]0.01\ \textgreater \ 0\\\\x\ \textgreater \ 0\ car\ x\in[5;60]\\\\e^{0.1x}\ \textgreater \ 0[/tex]

D'où f '(x) > 0 car f '(x) est le produit de trois nombres strictement positifs. 

Nous en déduisons donc que la fonction 
f est strictement croissante sur l'intervalle [5 ; 60].

De plus 

[tex]f(5)=0.5e^{0.5}-e^{0.5}-20\approx-21\ \textless \ 0\\\\f(60)=6e^{6}-e^{6}-20\approx1997\ \textgreater \ 0[/tex]

D'où 0 ∈ [f(5) ; f(60)]

Utilisons le théorème des valeurs intermédiaires.

Puisque la fonction f est continue et strictement croissante sur l'intervalle [5 ; 60] et que  0 ∈ [f(5) ; f(60)], alors il existe une seule valeur [tex]\alpha\in[5;60][/tex]  telle que [tex]f(\alpha)=0[/tex]

Par conséquent, f(x)=0 possède une unique solution α dans [5;60].

b) Par un tableur, nous obtenons : f(25) 
≈ -1,7 < 0 et f(26) ≈ 1,5 > 0.

Par conséquent  
[tex]\boxed{25\ \textless \ \alpha\ \textless \ 26}[/tex]