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Maxdecours

Première et Terminale, spécialité · Mathématiques complémentaires · Catégorie du laboratoire

Analyse avancée

Comment passer d’une courbe à une limite, une preuve ou un modèle d’évolution ?

Les questions à explorer

Croître à partir du taux

Compare exp(ax), sa dérivée et une évolution discrète.

Pour f(x)=exp(ax), f′(x)=a exp(ax). L’exponentielle est positive, y compris lorsque x ou a est négatif.

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Le logarithme inverse l’exponentielle

Explore ln(x), son domaine et la solution de exp(at)=b.

Pour x>0, exp(ln x)=x. Pour a≠0 et b>0, exp(at)=b équivaut à t=ln(b)/a.

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Approcher sans atteindre

Compare a+b/x à son asymptote quand x devient grand.

Quand x→+∞, b/x→0, donc a+b/x→a. Pour b non nul, la valeur limite peut ne jamais être atteinte.

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Une limite au bord d’un trou

Factorise (x²−a²)/(x−a) avant de discuter sa limite.

Pour x≠a, (x²−a²)/(x−a)=x+a. Sa limite en a vaut 2a, mais la formule initiale n’est pas définie en a.

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Une majoration qui tend vers zéro

Trouve un rang garantissant a/n<ε, puis relie ce seuil à une convergence.

Si a>0 et ε>0, n>a/ε garantit 0≤a/n<ε. Ce contrôle pour chaque ε prouve la convergence vers zéro.

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Encadrer une solution

Dichotomise x²−a sur [0,a+1] et distingue existence et unicité.

x²−a est continue et strictement croissante sur [0,+∞[ pour a>0. Le changement de signe garantit une racine ; la croissance assure son unicité. Chaque étape de dichotomie divise l’intervalle par deux.

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Dériver l’intérieur et l’extérieur

Calcule la dérivée de ln(bx+c) sur son domaine.

Pour bx+c>0, la dérivée de ln(bx+c) vaut b/(bx+c). La règle de chaîne compose les deux dérivées.

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La courbe et sa tangente

Compare exp(ax) et sa tangente, puis examine sa dérivée seconde.

Pour f(x)=exp(ax), f″(x)=a²exp(ax)≥0. La fonction est convexe et reste au-dessus de ses tangentes.

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Une condition choisit la solution

Résous y′=−ay+b avec y(0)=c, puis vérifie l’équation.

Si a>0, y(t)=b/a+(c−b/a)exp(−at) vérifie y′=−ay+b et y(0)=c. La condition initiale fixe la constante.

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Approcher n’est pas résoudre exactement

Compare une approximation d’Euler à une solution exponentielle au même instant.

Pour y′=ay et y(0)=1, Euler donne yk+1=(1+ah)yk. La solution exacte vaut exp(at). L’erreur dépend du pas et du temps étudié.

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Familles explicitement choisies, pas de calcul formel général. L’échantillonnage d’une courbe ne démontre pas une limite. Les encadrements de dichotomie et erreurs d’Euler sont distingués des solutions exactes.

Sources et traçabilité

Dernière vérification : 2026-10-04 · Responsabilité éditoriale : Maxdecours.

  1. Première spécialité, programme 2026, Ministère de l’Éducation nationale, consulté le 2026-10-04.
  2. Terminale spécialité, programme 2019, Ministère de l’Éducation nationale, consulté le 2026-10-04.
  3. Terminale, mathématiques complémentaires, programme 2019, Ministère de l’Éducation nationale, consulté le 2026-10-04.