2010

 

On considère la fonction f définie sur ]0,+\infty[ par f(x) = 2x + 4+ 4\frac{lnx}{x} et on note (C) sa courbe représentative dans le plan rapporté au repère orthonomé ( O,\vec{i},\vec{j}) (unité 0,5 cm)


A) Etude d'une fonction auxiliaire :


soit g la fonction définie sur ]0, +\infty[, par g(x) = -x^2 - 2 + 2lnx.

 

1) Etudier les variations de g

 

2) Déterminer alors le signe de g(x) pour x \in ]0, +\infty[

 

B) Etude et représentation graphique de la fonction f :


1) Etudier les limites de f en 0^+ et en +\infty

 

2) Montrer que la droite (D) d'équation y = 2x + 4 est asymptote à (C) puis étudier la position

     relative  de (C) par rapport à (D) lorsque x \in ]0;+\infty[


3) Calculer f'(x) puis en déduire que, pour tout x \in ]0;+\infty[, f'(x) = \frac{-2g(x)}{x^2}

 

4) Dresser le tableau de variation de f

 

5) Donne une équation de la tangente (T) à la courbe (C) au point d'abscisse 1


6) a) Montrer que f réalise une bijection de ]0;+\infty[ sur un intervalle J à préciser.

         En déduire que l'équation f(x) = 0 admet une solution unique \alpha \in ]0;1[

 

b) On note f^{-1} la bijection réciproque de f. Calculer (f^{-1})'(6)


7) Tracer (D), (T) et la courbe représentative de f^{-1} dans de repère (                          O,\vec{i},\vec{j}).

 

C) Calcul d'aire :


1) calculer intégrale \int_{1}^e \frac{Lnt}{t}dt

 

2) En déduire l'aire en cm^2 de l'ensemble des points du plan dont les coordonnées

    (x,y) vérifient \left\{\begin{array}{l}1<x<e\\2x+4<y<f(x) \end{array}\right.

 

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