Fonction avec paramètre, continuité et limite remarquable

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 définit la fonction f sur par :

si , et

où k est un réel à déterminer.

  1. Montrer que pour , on peut écrire . En déduire .
  2. Déterminer la valeur de k pour que f soit continue en 0.
  3. On considère maintenant la fonction g définie sur par : . Calculer en utilisant les limites de référence. (On pourra écrire et étudier soigneusement chaque facteur.)
  4. On admet que g est croissante sur et que . Montrer que l'équation admet une unique solution sur et que .

Indices

— clique pour révéler
1 Indice 1
Pour la question 1, factorisez $e^{2x}-1$ en utilisant l'identité $a^2-b^2=(a-b)(a+b)$ avec $a=e^x$.
2 Indice 2
Pour la question 2, la continuité en $0$ impose que $k$ soit égal à la limite trouvée à la question 1.
3 Indice 3
Pour la question 3, décomposez $g(x)=\dfrac{1}{x}\left(\dfrac{e^x-1}{x}-1\right)$ et utilisez la limite de référence $\dfrac{e^x-1}{x}\to 1$ quand $x\to 0$ ; pour la question 4, étudiez la monotonie et le signe de $g(1)-1$ et $g(2)-1$ pour situer $\beta$.

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La méthode — par où commencer

Pour la question 1, factorisez en utilisant l'identité avec .

Pour la question 2, la continuité en impose que soit égal à la limite trouvée à la question 1.

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

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