Mathématiques · Terminale générale

Transformer un produit en somme sans oublier le domaine

Le logarithme népérien est la fonction réciproque de l'exponentielle sur les réels positifs. Ses propriétés transforment produits et puissances, mais chaque écriture exige des arguments strictement positifs.

  1. Poser les conditions de positivité.
  2. Choisir propriété ou réciprocité.
  3. Résoudre et filtrer les solutions.
  4. Contrôler variations et ordre de grandeur.
  • 6activités avec l'accès complet
  • 8questions avec l'accès complet
  • 6cartes avec l'accès complet
  • 2sources citées

Objectifs du parcours

Ce que tu vas savoir faire

  • Définir ln comme réciproque de exp.
  • Utiliser les propriétés algébriques.
  • Dériver une expression logarithmique.
  • Résoudre équations et inéquations.
  • Calculer des limites avec ln.
  • Interpréter un modèle logarithmique.
Le chapitre en bref

Le logarithme népérien est la fonction réciproque de l'exponentielle sur les réels positifs. Ses propriétés transforment produits et puissances, mais chaque écriture exige des arguments strictement positifs.

1. Définir ln par réciprocité

Pour x>0, ln x est l'unique réel y tel que eʸ=x. Ainsi ln(eˣ)=x pour tout réel x et e^(ln x)=x seulement pour x>0.

ln 1=0 et ln e=1. L'expression ln(−2) n'est pas définie dans R.

Avant tout calcul, écris la condition portant sur l'argument du logarithme.

2. Utiliser les propriétés algébriques

Pour a>0 et b>0, ln(ab)=ln a+ln b et ln(ab)=ln a−ln b. Pour tout réel n lorsque l'expression est définie, ln(an)=n ln a.

ln(12)=ln(3×4)=ln 3+ln 4, mais ln(a+b) ne se sépare pas.

Repère la structure produit, quotient ou puissance ; ne distribue jamais ln sur une somme.

3. Dériver et étudier les variations

Sur ]0,+∞[, la dérivée de ln x vaut 1x ; elle est positive, donc ln est strictement croissante. Pour ln(u(x)), la dérivée vaut u'(x)/u(x) là où u>0.

La dérivée de ln(2x+3) est 2/(2x+3) sur x>−32.

Détermine d'abord le domaine u>0, puis applique la formule de composition.

4. Résoudre équations et inéquations

La stricte croissance de ln permet de comparer les arguments positifs : ln u=ln v équivaut à u=v, et ln u≤ln v équivaut à u≤v sous les conditions u>0 et v>0.

ln(x−1)=ln 3 donne x=4, après avoir imposé x>1.

Pose le domaine, simplifie avec les propriétés, résous, puis vérifie chaque solution dans le domaine initial.

5. Calculer les limites et comparer

ln x tend vers −∞ quand x tend vers 0 par valeurs positives et vers +∞ quand x tend vers +∞. Sa croissance est plus lente que toute puissance positive de x.

ln xx tend vers 0 en +∞, tandis que x ln x tend vers 0 quand x tend vers 0+.

Ramène l'expression à une limite de référence ou effectue le changement de variable adapté.

6. Interpréter une échelle logarithmique

Un logarithme convertit un rapport multiplicatif en écart additif. Les échelles logarithmiques servent donc à comparer des ordres de grandeur, à condition d'annoncer la base et la grandeur de référence.

Dans un modèle N(t)=N0e^(kt), le temps pour atteindre une valeur N s'écrit t=ln(NN0)/k lorsque les quantités sont positives et k≠0.

Isole l'exponentielle, applique ln aux deux membres, puis interprète le signe et l'unité de k.

Erreurs fréquentes

L'essentiel à mémoriser

  • Le domaine ]0,+∞[ fait partie de chaque formule logarithmique.
  • Les propriétés de ln traduisent les opérations multiplicatives, pas l'addition.
  • La formule (ln u)'=u'u est indissociable de la condition u>0.
  • Une solution algébrique qui annule ou rend négatif un argument de ln doit être rejetée.
  • La croissance non bornée de ln reste plus lente que celle des puissances positives.
  • Le logarithme résout une inconnue placée dans un exposant et rend visibles les rapports d'échelle.

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Sources et traçabilité

Dernière vérification : 2026-08-12

  1. Programme de l'enseignement de spécialité de mathématiques de la classe terminale, Ministère de l'Éducation nationale, consulté le 2026-08-12.
  2. Programmes et ressources en mathématiques - voie G, Éduscol, consulté le 2026-08-12.

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