Partie A:
- La fonction g est décroissante sur [-1;0] et croissante sur [0;6].
- L'équation "g(x) = 3 "s'écrit:
- 3ln(x2 + 5 ) - 3ln(6) = 3
- ln(x2 + 5) = ln(6) + ln(e) , en utlisant ln(e) = 1
- ln(x2 + 5) = ln(6.e) , en utilisant ln(a) + ln(b) = ln(ab) si a et b sont > 0.
- x2 + 5 = 6.e
Pour dernière équation, les solutions sont:
x1 = (6e - 5)½ et x1 = -(6e - 5)½.
Comme x est dans l'intervalle :[-1;6], on en déduit que la seule solution de l'équation est:
x1 = (6e - 5)½
- On sait deux droites sont parallèles si et seulement si elles ont même coefficient directeur.
Le coefficient directeur de la droite D d'équation "y = x " est 1.
Le coefficient directeur de la tangente à la courbe de g au point d'abscisse x est g '(x).
Répondre à la question revient donc à résoudre l'équation : g '(x) = 1.
Or , la dérivée de g est : g '(x) =
On obtient alors l'équation :
= 1 , x dans l'intervalle [-1;6]
Cette équation donne : x2 - 6x + 5 = 0 , d'où les deux racines:
X1 = 1 et X2 = 5
Comme g(1) = 0 et que g(5) = 3ln(30) - 3ln(6) = 3ln(5), il y a deux points admettant une tangente parallèle à la droite D:
A(1 ; 0) et B(5 ; 3ln(5))
Partie B:
Etude de
.
- On remarque que
= 1, en prenant les termes de plus haut degré.
La droite d'équation " y = 1 " est donc asymptote à la courbe en +oo.
Même chose en -oo.
- La dérivée de f est : f '(x) =
On l'obtient sans problème.
Donc, f '(x) et (x2 - 5) sont de signes contraires.
Comme (x2 - 5) = (x+
)(x
), on en déduit que:
- f '(x) est < 0 sur ]-oo;
] U [
;+oo[
- f' (x) est > 0 sur [
;
].
D'où le tableau de variations de f:
De plus, on a : f(0) = 1 et f '(0) =
. Une équation de la tangente à la courbe de f au point d'abscisse 0 est donc:
( T ) : y =
x + 1
- Courbe C , Tangente (T) , asymptote "x = 1".
- .
- Voir la figure précédente.
- On remarque que:
f(x) =
= 1 +
Donc, on a la relation : f(x) = 1 + g '(x).
Une primitive de la fonction f est donc F(x) = x + g(x).
- Comme l'aire de A(3), en unité d'aire est :
on en déduit que cette aire est égale, en unité d'aire:
D'où, après calcul :
Aire de A(3) = (3 + 3ln(2) + 3ln(7) - 3ln(5))(U.A).
Pour a quelconque > 1 , on a :
Aire de A(a) = (F(a) - F(1))(U.A)
où F est la primitive de f déterminée dans la question précédente.
Comme F(a) = a + g(a) et F(1)=1, on obtient:
Aire de A(a) = (a - 1 + g(a))(U.A)
L'unité sur les axes est 2 cm. Il ne reste plus qu'à multiplier par 4 pour avoir l'aire en cm2.