2004 : Etude de fonction et calcul d’aire


Soit f la fonction définie par :f(x)=\frac{(2x-1)e^{x}-2x+2}{e^{x}-1}

 

1) Déterminer l'ensemble de définition Df de la fonction f et trouver les trois réels a, b et c tels que, pour tout x de Df, on ait : f(x)=ax+b+\frac{c}{e^{x}-1}.

 

2) Déterminer les limites de f aux bornes de Df.

 

3) a) Déterminer la fonction dérivée de f.

 

b) Résoudre dans {tex}\mathbb{R}

{/tex} l'équation : 2e^{2x}-5e^{x}+2=0.

 

c) En déduire le sens de variation de f et dresser le tableau de variations de f.

 

4) On appelle (C) la représentation graphique de la fonction f dans un plan muni d'un repère orthonormal (o,\vec{i},\vec{j}) dont l'unité est 2 cm.

 

Démontrer que les droites d'équations respectives :y=2x-1 et y=2x-2 sont des asymptotes de (C) respectivement en +\infty et en -\infty.

Préciser l'autre asymptote.

 

5) Soit x un réel de Df, on considère les deux points M et M' de (C) d'abscisses respectives x et -x, déterminer les coordonnées du milieu \Omega de segment \left[ MM\prime\right] . Que peut-on en déduire pour la courbe (C)?

 

6) Tracer la courbe (C).

 

7) a) trouver les réels \alpha et \beta tels que, pour tout réel x de l'ensemble Df on fait :f(x)=2x+\alpha+\frac{\beta e^{x}}{e^{x}-1}

 

b) Soit k un réel supérieur ou égal à 2. Déterminer l'aire A(k) en cm^{2} de l'ensemble des points du plan dont les coordonnées (x;y) vérifient:

 

\ln2\leq x\leq\ln k et 2x-1\leq y\leq f(x).

 

c) Calculer \lim_{k\rightarrow+\infty}A(k)

 

OIF
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