Problème d'analyse sur les fonctions, primitives et intégration

MathematicsCalculus and Mathematical AnalysisHardSTEM

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b) Quel constat faite vous ?

c) Donner une interprétation graphique de la question 2)a).

3. Calculer les limites de $f$ en $-\infty$ et en $+\infty$.

4. a) Calculer $\lim_{x \to +\infty} \frac{f(x)}{x}$ puis conclure.

b) Prouver que $(C)$ admet une asymptote oblique $(\Delta)$ qu'on précisera. Préciser la position relative de $(C)$ par rapport à $(\Delta)$.

5. a) Etudier les variations de $f$.

b) Montrer que pour tout réel négatif $e^{3x} - 3x - 1 > 0$.

c) Construire $(C)$ et $(\Delta)$.

Partie B Restitution de connaissance

Soit $g$ la restriction de $f$ à $]-\infty; 0[$.

1. a) Montrer que l'équation $g(x) = 2$ admet une solution unique $\alpha$.

b) Soit $g^{-1}$ la fonction réciproque de $g$, exprimer en fonction de $\alpha$, $(g^{-1})'(2)$.

c) Construire la courbe $(\Gamma)$ de $g^{-1}$ dans le même repère que $(C)$ après avoir justifier brièvement votre démarche.

2. Soit $\varphi$ la fonction définie par : $\varphi(x) = (ax^2 + bx + c)e^{2x}$.

Déterminer les réels $a$, $b$ et $c$ pour que $\varphi$ soit une primitive de la fonction $x \mapsto e^{2x}(x^2 + 2x + 1)$

Partie C Calcul d'aire et de volume

1. Soit $\mathcal{D}$ le domaine délimité par la courbe $(C)$ la droite $(\Delta)$, l'axe des ordonnées ainsi que la droite d'équation $x = \alpha$.

a) Calculer en $cm^2$ l'aire $\mathcal{A}(\alpha)$ de $\mathcal{D}$.

b) Calculer $\lim_{x \to +\infty} \mathcal{A}(\alpha)$ puis interpréter.

2. Soit $\lambda$ un réel strictement positif et $\mathcal{D}'$ le domaine plan borné défini par les points $M(x; y)$ tels que : $\begin{cases} 0 \le x \le \lambda \\ 0 \le y \le f(x) \end{cases}$

a) calculer en $cm^3$ le volume $\mathcal{V}(\lambda)$ du solide de révolution obtenu par la rotation de $\mathcal{D}'$ autour de l'axe des abscisses.

b) Calculer $\lim_{x \to +\infty} \mathcal{V}(\lambda)$.

SITUATION D'INTÉGRATION

Une personne loue une maison à partir du $1^{er}$ janvier 2006. Elle a le choix entre deux formules de contrat. Dans les deux cas, le loyer initial est de $120000 F$ et le locataire s'engage à occuper la maison pendant neuf années complètes.

1) Contrat 1 : Le locataire accepte une augmentation annuelle de $5\%$ du loyer de l'année précédente.

a) Calculer le loyer $U_1$ payé lors de la deuxième année.

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Step by Step Written Solution

1
Step 1

Bonjour. Nous allons résoudre la question deux de la partie B de cet exercice d'analyse. L'objectif est de trouver les coefficients a, b et c pour que la fonction phi soit une primitive d'une fonction donnée.

Partie B - Question 2: Recherche de Primitive

2
Step 2

On nous donne la fonction phi de x égale parenthèse a x au carré plus b x plus c fermez la parenthèse le tout multiplié par e puissance deux x.

$$\varphi(x) = (ax^2 + bx + c)e^{2x}$$
3
Step 3

Nous voulons que phi soit une primitive de la fonction petite f de x définie par e puissance deux x facteur de x au carré plus deux x plus un.

$$f(x) = e^{2x}(x^2 + 2x + 1)$$
4
Step 4

Par définition, phi est une primitive de f si et seulement si la dérivée de phi est égale à f. Dérivons donc phi de x.

$$\varphi'(x) = f(x)$$
5
Step 5

La fonction phi est de la forme u fois v. Sa dérivée est u prime v plus u v prime.

Calcul de la dérivée de $\varphi$

$$u(x) = ax^2 + bx + c \implies u'(x) = 2ax + b$$
$$v(x) = e^{2x} \implies v'(x) = 2e^{2x}$$
6
Step 6

Appliquons la formule de dérivation. phi prime de x est égal à parenthèse deux a x plus b fermez la parenthèse fois e puissance deux x, plus parenthèse a x au carré plus b x plus c fermez la parenthèse fois deux e puissance deux x.

$$\varphi'(x) = (2ax + b)e^{2x} + (ax^2 + bx + c)(2e^{2x})$$
7
Step 7

Nous pouvons mettre e puissance deux x en facteur commun.

8
Step 8

Développons et regroupons les termes à l'intérieur du crochet par puissance de x.

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Subject
Mathematics
Topic
Calculus and Mathematical Analysis
Difficulty
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Exam
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Question Type
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