Fonction logarithme - Calcul d'aire - Bac ES Polynésie française 2008

Exercice 4

7 points - Commun à tous les candidats

Le plan est muni d'un repère orthogonal (O; veci, vecj).

1.On considère la fonction g définie sur l'intervalle ]0; +oo[ par : g(x) = ln(x) + 2x^2 - 3.
Le tableau de variation de la fonction g est donné ci-dessous :

bac-es-polynesie-francaise-2008-3

En utilisant une calculatrice, on a obtenu alpha ~= 1,19.
Dresser le tableau donnant le signe de la fonction g sur l'intervalle ]0; +oo[.

2.On considère la fonction f définie sur l'intervalle ]0; +oo[ par : f(x) = 2/x - ln(x)/x + 2x - 5.
On note (C)_f la courbe représentative de la fonction f dans le repère (O; veci, vecj).

a.Déterminer la limite de la fonction f en 0.
b.Déterminer la limite de la fonction f en +oo.
3.On note f' la fonction dérivée de la fonction f.

a.Calculer f'(x) et montrer que pour tout réel x de l'intervalle ]0; +oo[, on a : f'(x)=(g(x))/(x^2)
b.En déduire le sens de variation de f sur l'intervalle ]0; +oo[ et dresser son tableau de variations.
c.Déterminer le signe de f(x) pour tout réel x supérieur ou égal à e.
Toute trace de recherche, même incomplète, sera prise en compte dans l'évaluation.
4.Soit h la fonction définie sur ]0; +oo[ par : h(x) = (ln(x))^2.

a.Calculer la dérivée h' de h.
b.En remarquant que pour tout x de l'intervalle ]0; +oo[, on a : f(x) = 2/x - 1/2 h'(x) + 2x -5 , trouver une primitive F de la fonction f sur l'intervalle ]0; +oo[.
c.Déterminer l'aire en unités d'aire de la partie du plan délimitée par la courbe (C_f), l'axe des abscisses et les droites d'équation x = e et x = e^2 (on donnera la valeur exacte, puis une valeur décimale arrondie au dixième). 

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