Théorème de Rolle, TAF et inégalités logarithmiques

Difficile Inspiré BAC France
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Exercice inspiré d'un BAC France
Source-style : BAC France Spé Maths 2024
Inspiré du style BAC France Spé Maths 2024
Énoncé et solution adaptés au programme marocain. Voir crédits.

Énoncé

On considère la fonction définie sur par : .
1. Calculer et .
2. Étudier le signe de sur . En déduire les variations de sur , puis montrer que pour tout .
3. En déduire les variations de sur , puis montrer que pour tout : .

Indices

— clique pour révéler
1 Indice 1
Pour calculer $g'(x)$, derive terme a terme $\ln(1+x)$, $-x$ et $\dfrac{x^2}{2}$, puis mets au meme denominateur pour simplifier.
2 Indice 2
Pour etudier le signe de $g''(x)$, factorise le numerateur pour faire apparaitre le terme $x(x+2)$.
3 Indice 3
Pour la question 3, utilise le sens de variation de $g$ et la valeur $g(0)$ pour obtenir une premiere inegalite, puis introduis une fonction auxiliaire $\varphi(x)=x-\ln(1+x)$ pour la seconde inegalite.

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La méthode — par où commencer

Pour calculer , derive terme a terme , et , puis mets au meme denominateur pour simplifier.

Pour etudier le signe de , factorise le numerateur pour faire apparaitre le terme .

La rédaction complète, étape par étape, se trouve juste en dessous.

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