Le but de cette activité est de chercher une fonction dont l'image f(x) serait égale à f'(x) (autre que la fonction nulle).
Partie 1:
On suppose qu'il existe une fonction f, non nulle, définie et dérivable surℝtelle quef=f 'surℝ. 1. Soitk∈ℝet on poseg=k f. Démontrer queg '=gsur l'ensemble des réels. 2. Soith une fonction vérifiant aussih '=hsurℝ. Démontrer quefh=fh'.
On suppose maintenant qu'il existe une fonction f, définie et dérivable surℝvérifiant les conditions suivantes: (1)y '=yet (2)y0=1 1. Onconsidère la fonctiondéfinie surℝpar x=fxf−x. Montrer queest une fonction constante égale à 1 surℝ. En déduire que f ne s'annule pas surℝ. g 2. Démontrerque si g est une fonction qui vérifie (1) et (2) alorsg=fsurℝ. On pourra poserh=. f
Dans tout ce qui suit, la fonction f est l'unique fonction satisfaisant les conditions (1) et (2).
Partie 2:
1) Rappelerl'approximation affine de f(a + h) pour h petit. n 2) Démontrerque pour tout∈ℕ., on a n fanh≈1hfa n 3) Onr Démontrerqu'ell pose la suiteundéfinie surℕpaun=1hfa. eest géométrique, en précisant sa raison. n 4) Sia = 0, on a. On pose=; démontrer que pour n suffisamment grand, on a fnh≈1hhx n n x fx≈1 n 5) Tracerles courbes des approximations de la fonction f pour les valeurs de n égales à 10, 100 et 1000. n 1 6) Enprenant n = 1000, donner une valeur approchée du nombref1≈ 1 . n n 1 e=lim1 Le nombre f(1) est encore noté e où. n n∞ 7) Posonsgx=fxyf−x. Démontrer quegest une fonction constante et que yy fxy=fxfy
La fonction f vérifiant y' = y et y(0) = 1 est appelée fonction exponentielle
T.Pautrel -Introduction à la fonction exponentielle- niveauTerminale S