SEMESTRE 2 – 2ÈME ANNÉE BAC SCIENCES PHYSIQUES
Chapitre 7 : Fonctions Exponentielles
Série d’exercices : Exponentielle népérienne et base \( a \)
Exercice 1 : Simplification algébrique
Simplifier les expressions suivantes en utilisant les propriétés de la fonction exponentielle :
- \( A = e^3 \times e^{-5} \times (e^2)^4 \)
- \( B = \frac{e^x \times e^{2-x}}{e^3} \)
- \( C = \frac{(e^x)^2 – 1}{e^x + 1} \)
- \( D = \sqrt{e^{4x}} \times e^{-x} \)
Exercice 2 : Équations exponentielles
Résoudre dans \(\mathbb{R}\) les équations suivantes :
- \( e^{2x-1} = 1 \)
- \( e^{x^2} = e^{x+2} \)
- \( e^x – 5 + 4e^{-x} = 0 \) (Indice : poser \( X = e^x \))
- \( \ln(e^x – 2) = 0 \)
Exercice 3 : Inéquations exponentielles
Résoudre dans \(\mathbb{R}\) les inéquations suivantes :
- \( e^{3x+2} > e \)
- \( e^x(e^x – 3) \le 0 \)
- \( \frac{e^x – 1}{e^x + 2} > 0 \)
Exercice 4 : Calcul de Limites (Fondamentales)
Calculer les limites suivantes :
- \(\displaystyle \lim_{x \to +\infty} e^x – x^2 \)
- \(\displaystyle \lim_{x \to -\infty} (x+1)e^x \)
- \(\displaystyle \lim_{x \to 0} \frac{e^x – 1}{x} \)
- \(\displaystyle \lim_{x \to +\infty} \frac{e^{2x}}{x} \)
Exercice 5 : Calcul de Dérivées
Déterminer la fonction dérivée \( f'(x) \) pour chaque cas :
- \( f(x) = (x^2 – 1)e^x \)
- \( f(x) = e^{x^2 + 3x} \)
- \( f(x) = \frac{e^x – 1}{e^x + 1} \)
- \( f(x) = e^{\frac{1}{x}} \)
Exercice 6 : Primitives et Exponentielles
Déterminer une primitive \( F \) pour chaque fonction sur \(\mathbb{R}\) :
- \( f(x) = e^{3x} \)
- \( f(x) = (2x+1)e^{x^2+x} \)
- \( f(x) = \frac{e^x}{\sqrt{e^x + 1}} \)
Exercice 7 : Étude de fonction exponentielle
Soit \( f(x) = (x-1)e^x \).
- Déterminer les limites de \( f \) en \( -\infty \) et \( +\infty \).
- Dresser le tableau de variations de \( f \).
- Préciser l’équation de la tangente à \( C_f \) au point d’abscisse \( 0 \).
- Étudier les branches infinies de \( C_f \).
Exercice 8 : Concavité et Points d’inflexion
Soit \( g(x) = e^{-x^2} \).
- Calculer \( g'(x) \) et \( g »(x) \).
- Étudier la concavité de la courbe de \( g \).
- Déterminer les points d’inflexion de \( C_g \).
Exercice 9 : Exponentielle de base \( a \)
On considère la fonction \( h(x) = 2^x \).
- Exprimer \( h(x) \) à l’aide de la fonction exponentielle népérienne.
- Calculer la dérivée de \( h \).
- Résoudre l’équation \( 2^x = 16 \).
Exercice 10 : Problème de synthèse
Soit \( f(x) = \frac{x}{1 + e^{\frac{1}{x}}} \) pour \( x \neq 0 \) et \( f(0) = 0 \).
- Étudier la continuité de \( f \) en \( 0 \).
- Étudier la dérivabilité de \( f \) en \( 0 \) à droite.
- Calculer \( f'(x) \) pour \( x \neq 0 \).
- Déterminer l’asymptote oblique à \( C_f \) au voisinage de \( +\infty \).
