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On a dit que la dérivée de la fonction exponentielle était la fonction exponentielle: ( e x)' = e x Or, la fonction exponentielle est toujours positive sur. Donc la fonction exponentielle est strictement croissante sur cet intervalle, son domaine de définition. Traçons le tableau de variation. On en déduit aisément le tracé suivant. Regardez, si on trace les fonctions logarithme et exponentielle, ainsi que la droite d'équation y = x sur un même graphique... Oui, c'est symétrique, comme je vous l'avez dit. 4 - Etude des limites de la fonction exponentielle On termine avec les limites. Limites de la fonction exponentielle Je ne vous démontre pas ces formules de limites. Elles sont à savoir, toutes. Si vous n'avez pas directement une fonction de ces types ci, essayer de bidouiller un peu pour l'avoir. Exemple La limite de la fonciton en +∞ est +∞. En effet, on a pas directement la forme convenue. On va essayer de bidouiller un peu. Pour x ≠ 0, Calculons les limites séparément. On a plus qu'à multiplier les limites entre elles: 1 × +∞ = +∞.

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I. Généralités. Théorème et définition: Il existe une unique fonction f f, dérivable sur R \mathbb R telle que f ′ = f f'=f f ( 0) = 1 f(0)=1 On la nomme fonction exponentielle; elle sera notée exp ⁡ () \exp() Démonstration: L'existence est admise. On montre ici l'unicité d'une telle fonction. Etape 1 Montrons d'abord qu'une telle fonction ne s'annule pas sur R \mathbb R. Posons h ( x) = f ( x) f ( − x) h(x)=f(x)f(-x) f f étant définie et dérivable sur R \mathbb R, h h est définie et dérivable sur R \mathbb R. On a alors h ′ ( x) = f ′ ( x) f ( − x) + f ( x) ( − f ′ ( − x)) h'(x)=f'(x)f(-x)+f(x)(-f'(-x)) h ′ ( x) = f ′ ( x) f ( − x) − f ( x) f ′ ( − x) h'(x)=f'(x)f(-x)-f(x)f'(-x) Or par hypothèse, Donc h ′ ( x) = f ( x) f ( − x) − f ( x) f ( − x) = 0 h'(x)=f(x)f(-x)-f(x)f(-x)=0 Ainsi, la fonction h est constante. On connait une valeur de f: f ( 0) = 1 f(0)=1.

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7. 3 Étude de la fonction exponentielle 7. 3. 1 Limites en +∞ et en -∞ Propriété 7. 4 lim x→+∞ e x =+∞ et lim x→-∞ e x =0 Démonstration: Limite en -∞ lim x→0 exp ln x = lim x→-∞ exp⁡ ( X) Or exp ln x =x donc: lim x→0 exp ln x = lim x→0 x=0 donc: lim x→-∞ e x =0 Limite en +∞ lim x→+∞ exp ln x = lim x→+∞ exp⁡ ( X) Or exp ln x =x donc: lim x→+∞ exp ln x = lim x→+∞ x=+∞ donc: lim x→+∞ e x =+∞ 7. 2 Dérivée Propriété 7. 5 La dérivée de la fonction exponentielle sur R est elle-même: pour tout x ∈ R, on a exp ' ( x) = exp( x). Soit f la fonction définie sur R par f ( x) = ln(exp( x)). Pour tout x ∈ R, on a f ( x) = x, donc f' ( x) = 1. Or en utilisant le théorème 6. 1 sur la dérivée d'une fonction composée avec la fonction ln, on a: Pour x ∈ R, f ' x = exp'(x) exp⁡ ( x), Ainsi: exp'(x) exp⁡ ( x) =1 d ' où ex p ' x = exp x. 7. 3 Variations et courbe Propriété 7. 6 La fonction exponentielle est strictement croissante sur R. On a vu que la dérivée de l'exponentielle est elle-même et que l'exponentielle est une fonction strictement positive.

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A partir de cette propriété on montre également que pour tout [latex]q > 0[/latex] et tous réels [latex]x[/latex] et [latex]y[/latex]: [latex]q^{x-y}=\frac{q^{x}}{q^{y}} [/latex] (en particulier [latex]q^{-y}=\frac{1}{q^{y}}[/latex]) [latex]\left[q^{x}\right] ^{y}=q^{xy}[/latex] ce qui généralise les propriétés vues au collège. La courbe de la fonction [latex]x\mapsto q^{n}[/latex] s'obtient en reliant les points de coordonnées [latex]\left(n, q^{n}\right)[/latex]. Pour [latex]n\geqslant 0[/latex] ces points représentent la suite géométrique de premier terme [latex]u_{0}=1[/latex] et de raison [latex]q[/latex]. Fonction exponentielle de base [latex]q=1, 4[/latex] (les points correspondent à la suite géométrique [latex]u_{0}=1[/latex] et [latex]q=1. 4[/latex]) Propriété Pour tout réel [latex]x[/latex] et tout réel [latex]q > 0[/latex], [latex]q^{x}[/latex] est strictement positif. Pour [latex]q > 1[/latex], la fonction [latex]x \mapsto q^{x}[/latex] est strictement croissante sur [latex]\mathbb{R}[/latex] Pour [latex]0 < q < 1[/latex], la fonction [latex]x \mapsto q^{x}[/latex] est strictement décroissante sur [latex]\mathbb{R}[/latex] Fonction exponentielle de base [latex]q > 1[/latex] Fonction exponentielle de base [latex]0 < q < 1[/latex] Remarque Pour [latex]q=1[/latex], la fonction [latex]x \mapsto q^{x}[/latex] est constante et égale à [latex]1[/latex].

Dans le repère orthonormé ci-dessus, le point M est le point de C ln d'abscisse y. Ses coordonnées sont donc M ( y; ln( y)). Son symétrique par rapport à ∆: y = x est le point N de coordonnées N (ln( y); y). On a donc y N = exp( x N) car exp( x N) = exp(ln( y)) = y d'après la propriété 7. Donc N ∈ C exp.

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