Étude complète d'une fonction et équation différentielle

Intermédiaire 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 g définie sur par :

Partie A — Étude de g

  1. Calculer les limites de g en et en . Interpréter graphiquement le résultat en .
  2. Montrer que . En déduire le tableau de variations complet de g.
  3. Montrer que la courbe représentative de g admet un point d'inflexion dont on déterminera les coordonnées.

Partie B — Équation différentielle

On considère l'équation différentielle (E) : , où y est une fonction dérivable sur .

  1. Vérifier que la fonction h définie par est solution particulière de (E).
  2. Résoudre l'équation homogène associée (E) : .
  3. En déduire l'ensemble des solutions de (E), puis déterminer la solution de (E) vérifiant .

Indices

— clique pour révéler
1 Indice 1
Pour la limite en $+\infty$, pense aux croissances comparées : l'exponentielle $e^{-x}$ l'emporte toujours sur les polynômes. Écris $g(x) = x^2 \cdot e^{-x} + x \cdot e^{-x} + e^{-x}$ et demande-toi vers quoi tend chaque terme.
2 Indice 2
Pour calculer $g'(x)$, utilise la formule de dérivation d'un produit $(uv)' = u'v + uv'$ avec $u(x) = x^2 + x + 1$ et $v(x) = e^{-x}$. N'oublie pas que $(e^{-x})' = -e^{-x}$, puis factorise par $e^{-x}$.

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La méthode — par où commencer

Pour la limite en , pense aux croissances comparées : l'exponentielle l'emporte toujours sur les polynômes. Écris et demande-toi vers quoi tend chaque terme.

Pour calculer , utilise la formule de dérivation d'un produit avec et . N'oublie pas que , puis factorise par .

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

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