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Fonction Exponentielle

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Fonctions / Fonction Exponentielle Apprentissage 0x Réussite 0/0
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. e2,71828
Propriétés :
ex×ey=ex+y
exey=exy
1ey=ey

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.