Devoir Libre N°1 – Semestre 2
Fonctions Exponentielles & Nombres Complexes (Partie 2)
Mathématiques
Niveau : 2ème Année Bac Sciences Physiques
Nom : ……………………………………
Classe : …………
Note : …….. / 20
Exercice 1 : Calculs et Équations Exponentielles (5 points)
- Simplifier les expressions suivantes :
- \(A = \frac{(e^x)^3 \times e^{-2x}}{e^x}\)
- \(B = \ln(e^2) + e^{-\ln(2)}\)
- Résoudre dans \(\mathbb{R}\) les équations et inéquations suivantes :
- \(e^{2x} – 3e^x + 2 = 0\)
- \(e^{x+1} > \frac{1}{e}\)
- Calculer les limites :
- \(\lim_{x \to +\infty} \frac{e^x + x}{e^x – 1}\)
- \(\lim_{x \to -\infty} (x^2 + x)e^x\)
Exercice 2 : Étude d’une fonction exponentielle (6 points)
Soit \(f\) la fonction définie par : \(f(x) = (x-2)e^x + 2\).
- Déterminer \(D_f\) et calculer les limites aux bornes.
- Étudier les branches infinies de la courbe \((C_f)\).
- Montrer que pour tout \(x \in \mathbb{R}\), \(f'(x) = (x-1)e^x\).
- Dresser le tableau de variations de \(f\).
- Donner l’équation de la tangente \((T)\) au point d’abscisse \(0\).
- Montrer que l’équation \(f(x) = 0\) admet une unique solution \(\alpha\) dans l’intervalle \([1, 2]\).
Exercice 3 : Équations dans \(\mathbb{C}\) (4 points)
- Résoudre dans \(\mathbb{C}\) l’équation : \(z^2 – 2z + 4 = 0\).
- Écrire les solutions sous forme exponentielle.
- Soit l’équation \((E) : z^3 – 4z^2 + 8z – 8 = 0\).
a) Vérifier que \(z_0 = 2\) est une solution de \((E)\).
b) Déterminer les réels \(a, b\) et \(c\) tels que \(z^3 – 4z^2 + 8z – 8 = (z-2)(az^2 + bz + c)\).
c) En déduire toutes les solutions de \((E)\).
Exercice 4 : Transformations Géométriques (5 points)
Le plan complexe est rapporté à un repère orthonormé direct \((O, \vec{u}, \vec{v})\). On considère les points \(A\), \(B\) et \(C\) d’affixes respectives : \(a = 2\), \(b = 1+i\sqrt{3}\) et \(c = 1-i\sqrt{3}\).
- Montrer que le triangle \(OAB\) est équilatéral.
- Soit \(R\) la rotation de centre \(O\) et d’angle \(\frac{\pi}{3}\).
a) Donner l’écriture complexe de la rotation \(R\).
b) Déterminer l’affixe du point \(B’\), image de \(B\) par \(R\). - Soit \(T\) la translation de vecteur \(\vec{u}\) d’affixe \(t = -2\).
Déterminer l’affixe de \(A’\), image de \(A\) par \(T\). - Soit \(h\) l’homothétie de centre \(A\) et de rapport \(k = 2\).
Déterminer l’expression complexe de \(h\) et l’affixe du point \(C’\) image de \(C\) par \(h\).
