Exercice 3 — fonction logarithme (7 points), dans l'esprit des sessions Sport 2022–2026
Soit la fonction définie sur par , où désigne la fonction logarithme népérien, et soit sa courbe représentative dans un repère orthonormé .
- Calculer et .
- En déduire une équation de l'asymptote verticale à la courbe .
- Montrer que pour tout , .
- Recopier et compléter le tableau de variation de donné ci-dessous.
- Vérifier que et que .
- Montrer qu'une équation de la tangente à au point d'abscisse est : .
- Dans l'annexe ci-dessous, on a tracé la tangente , la droite et on a placé les points et .
- Montrer que les points et appartiennent à la courbe .
- Tracer la courbe dans le repère de l'annexe.
- Montrer que la fonction définie sur par est une primitive de sur .
- Soit la partie comprise entre la courbe , l'axe des abscisses et les droites d'équations et . Hachurer .
- Soit l'aire (en u.a) de la partie . Montrer que .
Tableau de variation à compléter (question 1.d) :
Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche
1.a Idée : tout se lit sur . Quand , , donc . Quand , , donc .
1.b La limite en est infinie : la droite est une asymptote verticale à .
1.c La dérivée de est avec et : .
1.d Pour , , donc : est strictement croissante sur .
2.a et .
2.b , soit .
3.a Idée : vérifier que l'abscisse est dans le domaine, puis calculer en cette abscisse. et : . De même et , donc : .
3.b La courbe part de le long de , passe par , touche au point en restant au-dessous d'elle, passe par puis monte lentement vers .
4.a Idée : on ne cherche pas la primitive, on dérive . est dérivable sur et
Or , donc : est une primitive de sur .
4.b est la partie comprise entre l'axe des abscisses et l'arc de qui va du point au point (figure de correction).
4.c Idée : l'aire est une intégrale seulement si sur l'intervalle. est croissante et , donc sur et
Avec et : .