Fonctions / Fonction Exponentielle
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Quelle est la dérivée de la fonction exponentielle $f : x \rightarrow e^x$ ?
C'est elle-même : $f'(x)=e^x$
1. Définition
Définition : On appelle fonction exponentielle l'unique fonction $f$, notée $exp$, définie et dérivable sur $ \mathbb{R} $ qui vérifie $f'=f$ et $f(0)=1$.
Propriété : Si $f$ est une fonction définie et dérivable sur $ \mathbb{R} $ telle que $f'=f$ et $f(0)=1$, alors $f$ ne s'annule pas sur $ \mathbb{R} $.
Démonstration:
Propriété : Il existe une unique fonction $f$ dérivable sur $ \mathbb{R} $ telle que $f'=f$ et $f(0)=1$.
Démonstration:
L'existence d'une telle fonction est admise.
2. Signe et sens de variation
Propriété : La fonction exponentielle est :
strictement positive sur $ \mathbb{R} $
strictement croissante sur $ \mathbb{R} $
On admet que la fonction exponentielle est strictement positive.
Pour tout $x$ réel, $exp'(x)=exp(x)>0$.
La dérivée de $exp$ est donc strictement positive sur $ \mathbb{R} $ et par conséquent, $exp$ est strictement croissante sur $ \mathbb{R} $.
Propriété : Quels que soient les réels $x$ et $y$ :
$exp(x)=exp(y)\Leftrightarrow x=y$
$exp(x) < exp(y)\Leftrightarrow x < y$
3. Propriétés algébriques et notation ex.
Notations :
On pose exp(1)=e
Pour tout x réel exp(x) est noté ex.
Ainsi on a 1=e0 et e=e1
Remarque : e est un nombre irrationnel. e≈2,71828…
Propriétés :
ex×ey=ex+y
exey=ex−y
1ey=e−y
4. fonction exponentielle et suite géométrique
Propriété : Pour tout nombre naturel n et pour tout nombre réel x, on a (ex)n=enx
Propriété : Pour tout réel a, la suite (ena) définie sur N est géométrique de terme initial 1 et de raison ea.
Pour tout entier naturel n, on pose un=ena. un+1=e(n+1)a=ena+a=enaea=un×ea.
La suite (un) est donc géométrique de raison ea et de terme initial u0=e0×a=e0=1.