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[Maths] [TS] Introduction à la fonction W0



  1. #1
    g_h

    [Maths] [TS] Introduction à la fonction W0

    Salut,

    Un exercice supplémentaire, si quelqu'un veut bien le déplacer ? (merci !)

    Pour essayer de rassasier anonymus, voici un exo tout frais, petit aperçu faisable en TS de choses qui sont complètement hors programme ! J'espère qu'il te fera réfléchir un peu. Certaines questions demandent un peu d'astuce, comme tu le voulais
    Enfin, c'est assez dur pour moi de juger de la difficulté de cet exercice... car la Terminale n'est déjà plus qu'un lointain souvenir, et je ne suis pas prof !
    (en plus, c'est pas tous les jours que je fais des énoncés... !)

    Exercice : introduction à la fonction W0

    Question 1
    désigne ici une fonction bijective et dérivable, définie sur un intervalle , et dont la dérivée ne s'annule jamais.

    Sa fonction réciproque est donc définie sur

    Démontrer que :





    Dans la suite, on se restreindra à
    Soit

    Question 2
    Démontrer que g remplit les hypothèses de la question 1 (bijective, dérivable et dont la dérivée ne s'annule jamais)

    Question 3
    Déduire des 2 dernières questions une équation différentielle (non linéaire, loin de là !) que vérifie la fonction


    Et voilà, cette équation différentielle avec la condition définit une fonction unique : la fonction , mais qui est plus connue sous le joli nom de , branche principale de la fonction "W de Lambert"

    Connaissant une équation différentielle et une valeur de cette fonction, on pourrait par exemple, si cet exercice ne s'adressait pas à des Terminales, déterminer son développement en série entière de au voisinage de 0.

    Question 4 (application)
    En utilisant la fonction :

    - résoudre dans l'équation
    - résoudre dans l'équation

    Dans le dernier cas, il y a 2 solutions, mais l'une n'est pas dans le "champ de vision" de , il faudrait utiliser une autre fonction, connue sous le nom de...
    En effet, chaque élément de possède exactement 2 antécédents par g dans , et ne nous donne que celui qui est situé dans . nous donne alors l'autre.

    -----


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  3. #2
    anonymus

    Re : exprimez-vous : quels exercices voulez vous ?

    Salut !
    Es-tu sûr que je peux faire l'exo rien qu'avec mes (maigres) connaissances de TS ?
    Déjà la bijectivité, c'est au limite du programme.
    J'vais tout de même essayé !

    PS: la réponse à la première question est sur wikipédia hihi mais je ne l'ai pas lue (ni même simplement regardé)
    En Amérique, il faut d'abord avoir le sucre, ensuite on a le pouvoir et ensuite on a la femme.

  4. #3
    g_h

    Re : exprimez-vous : quels exercices voulez vous ?

    Citation Envoyé par anonymus Voir le message
    Salut !
    Es-tu sûr que je peux faire l'exo rien qu'avec mes (maigres) connaissances de TS ?
    Déjà la bijectivité, c'est au limite du programme.
    J'vais tout de même essayé !

    PS: la réponse à la première question est sur wikipédia hihi mais je ne l'ai pas lue (ni même simplement regardé)
    Oui, tu peux tout faire en TS. Par contre, la bijection, c'est en plein dans le programme de TS ! Il y a même un "théorême de la bijection" en TS, et si je me rappelle bien, c'est un cas particulier du théorême des valeurs intermédiaires, et c'est à savoir absolument pour le bac ! Et pour ça, il faut savoir établir qu'une fonction établit une bijection d'un ensemble sur un autre.

    Pour montrer qu'une fonction est bijective, c'est très facile : il suffit qu'elle soit ***** et **** ****

    Pour la première question, elle demande peut-être un peu d'astuce (non, aller sur wikipedia n'est pas une astuce, lol), mais il ne faut pas chercher trop loin : revenir à la définition de nombre dérivé.

  5. #4
    anonymus

    Re : exprimez-vous : quels exercices voulez vous ?

    Citation Envoyé par g_h Voir le message
    Oui, tu peux tout faire en TS. Par contre, la bijection, c'est en plein dans le programme de TS ! Il y a même un "théorême de la bijection" en TS, et si je me rappelle bien, c'est un cas particulier du théorême des valeurs intermédiaires, et c'est à savoir absolument pour le bac ! Et pour ça, il faut savoir établir qu'une fonction établit une bijection d'un ensemble sur un autre.
    Oui ça bien sûr mais on a jamais fait autre chose avec.

    Pourqu'elle soit bijective, il faut qu'elle soit injective et surjective, j'le sais mais c'est clairement hors programme.
    En Amérique, il faut d'abord avoir le sucre, ensuite on a le pouvoir et ensuite on a la femme.

  6. #5
    g_h

    Re : exprimez-vous : quels exercices voulez vous ?

    Citation Envoyé par anonymus Voir le message
    Oui ça bien sûr mais on a jamais fait autre chose avec.

    Pourqu'elle soit bijective, il faut qu'elle soit injective et surjective, j'le sais mais c'est clairement hors programme.
    Oui, ça, c'est hors programme. Par contre, "continue et strictement monotone", ça, tu dois le savoir pour le bac !

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    anonymus

    Re : exprimez-vous : quels exercices voulez vous ?

    Oui on est d'accord et je viens de réaliser ma bêtise.
    J'aurai du lire bijective <=> continue et strictement monotone. Au lieu de chercher du hors programme. Milles excuses
    En Amérique, il faut d'abord avoir le sucre, ensuite on a le pouvoir et ensuite on a la femme.

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  10. #7
    Gwyddon

    Re : exprimez-vous : quels exercices voulez vous ?

    Citation Envoyé par g_h Voir le message
    Pour la première question, elle demande peut-être un peu d'astuce (non, aller sur wikipedia n'est pas une astuce, lol), mais il ne faut pas chercher trop loin : revenir à la définition de nombre dérivé.
    Salut g_h, juste une petite question : elle demande de l'astuce si l'on se limite au programme de TS, sinon elle se fait en 30 secondes non ?
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  11. #8
    g_h

    Re : exprimez-vous : quels exercices voulez vous ?

    Citation Envoyé par Gwyddon Voir le message
    Salut g_h, juste une petite question : elle demande de l'astuce si l'on se limite au programme de TS, sinon elle se fait en 30 secondes non ?
    Oui, nous sommes bien d'accord !
    Je pense qu'en TS une formule comme ça peut dérouter un peu, c'était le sens de ma remarque. C'est pour ça que je précise "il ne faut pas chercher trop loin : revenir à la définition de nombre dérivé."

  12. #9
    Gwyddon

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0

    Ok alors, car je pensais à difféomorphisme+compo des dérivées
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  13. #10
    g_h

    Re : exprimez-vous : quels exercices voulez vous ?

    Citation Envoyé par anonymus Voir le message
    Oui on est d'accord et je viens de réaliser ma bêtise.
    J'aurai du lire bijective <=> continue et strictement monotone. Au lieu de chercher du hors programme. Milles excuses
    Première erreur
    Il n'y a aucune raison qu'il y ait une équivalence entre les 2 propriétés ! on a seulement <=

    par contre on a bien :
    bijective ET continue <=> continue et strictement monotone

    EDIT : Ou en plus clair, si f est continue, alors f bijective <=> f strictement monotone
    Dernière modification par g_h ; 17/01/2007 à 19h07.

  14. #11
    kNz

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0

    'Soir,

    g_h elle est un peu sadique ta première question sans une p'tite indication quand même

  15. #12
    g_h

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0

    Citation Envoyé par kNz Voir le message
    'Soir,

    g_h elle est un peu sadique ta première question sans une p'tite indication quand même
    Lol, non, ce n'est pas sadique
    Ca aurait sadique si j'étais prof en TS et que j'avais mis cette question sur 10 points
    Là, le but est de réfléchir, et anonymus a explicitement demandé un exercice hors des sentiers battus !

    Mais je suis prêt à donner toute indication que vous demanderez. C'est mieux que si je donne tout, tout de suite

    Point de départ : écrire le taux d'accroissement de en un point a.

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  17. #13
    kNz

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0

    C'est vrai tu as raison
    Bonne chance à anonymus

    PS : n'oublie pas qu'il y a aussi tout pleins d'exos sur les logs non résolus

  18. #14
    anonymus

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0


    Déjà, ça c'est juste ? (moi et les nombre dérivé ça fait )

    Sinon j'pense m'y mettre tout doucement parce que j'ai DS de physique/chimie (pas que les maths dans la vie ! ) vendredi.
    En Amérique, il faut d'abord avoir le sucre, ensuite on a le pouvoir et ensuite on a la femme.

  19. #15
    g_h

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0

    Citation Envoyé par anonymus Voir le message

    Déjà, ça c'est juste ? (moi et les nombre dérivé ça fait )

    Sinon j'pense m'y mettre tout doucement parce que j'ai DS de physique/chimie (pas que les maths dans la vie ! ) vendredi.
    Oui, c'est exactement ça !
    Ou plus exactement :
    car ta notation est un peu abusive, même si elle se comprend bien !

    Par contre... (c'est là qu'il faut être très très précis !) tu as le droit d'écrire ça UNIQUEMENT aux points a ou f-1 est dérivable... et ça, à ton niveau, rien ne te le dit !

    Le chemin à suivre est de montrer que la limite que tu écris (la limite du taux de variation) existe, cela a donc pour conséquence ET la dérivabilité de f-1 (par définition de la dérivée), ET donc l'égalité entre la dérivée et cette limite... tu me suis ?

    Car ce que tu écris suppose que f-1 est dérivable sur l'intervalle, et si tu supposes ça, tu peux tilter sur le message de Gwyddon et écrire :
    Partout ou f-1 est dérivable, on a :
    et tu en déduis directement la formule, car f' ne s'annule pas, par hypothèse.

    Mais... resterait alors à montrer que f-1 est dérivable partout

    Donc en fait, ça n'est pas "exactement" ça

  20. #16
    anonymus

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0

    Oui j'ai compris !

    Il faut que je montre l'existence de la limite que j'ai écrite alors.
    En Amérique, il faut d'abord avoir le sucre, ensuite on a le pouvoir et ensuite on a la femme.

  21. #17
    g_h

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0

    Citation Envoyé par anonymus Voir le message
    Oui j'ai compris !

    Il faut que je montre l'existence de la limite que j'ai écrite alors.
    Voilà ! Et si tu arrives à faire ça, tu as tout bon, et en bonus tu auras fini la première question, car en démontrant l'existence de la limite, tu démontres en même temps la formule... tu comprendras pourquoi

    Il te faut juste trouver une petite "astuce" !

  22. #18
    anonymus

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0

    Le problème, c'est que je n'ai aucune idée de comment montrer l'existence d'une limite.
    On va dire que le prof a été léger sur ces notions là (nbre dérivé, dérivabilité, limite de ce genre...)
    Mais ne me dis pas la réponse, j'vais essayer regarder des cours sur le net.
    En Amérique, il faut d'abord avoir le sucre, ensuite on a le pouvoir et ensuite on a la femme.

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  24. #19
    g_h

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0

    Citation Envoyé par anonymus Voir le message
    Le problème, c'est que je n'ai aucune idée de comment montrer l'existence d'une limite.
    On va dire que le prof a été léger sur ces notions là (nbre dérivé, dérivabilité, limite de ce genre...)
    Mais ne me dis pas la réponse, j'vais essayer regarder des cours sur le net.
    Non, il n'a pas été léger, j'ai dit qu'il fallait un peu d'astuce
    Pour t'éviter de chercher là ou il ne faut pas, je te dirai juste ceci : utilise la dérivabilité de f, c'est à dire le fait que la limite du taux d'accroissement de f existe en tout point !

  25. #20
    anonymus

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0

    Si f est dérivable sur I, sa réciproque bijective (hum) l'est aussi ?
    Vraiment c'est pas mon truc Mais perseverons.
    En Amérique, il faut d'abord avoir le sucre, ensuite on a le pouvoir et ensuite on a la femme.

  26. #21
    anonymus

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0

    Bon , réfléchissons

    On a : f'(a) = lim en a de f(x)-f(a)/x-a
    En Amérique, il faut d'abord avoir le sucre, ensuite on a le pouvoir et ensuite on a la femme.

  27. #22
    anonymus

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0

    J'ai plus de travail, alors je m'y mets !
    En Amérique, il faut d'abord avoir le sucre, ensuite on a le pouvoir et ensuite on a la femme.

  28. #23
    anonymus

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0

    Vraiment j'sais pas comment commencer.
    Ca ne me dit rien du tout
    En Amérique, il faut d'abord avoir le sucre, ensuite on a le pouvoir et ensuite on a la femme.

  29. #24
    g_h

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0

    Au moins tu auras cherché
    Ecris le taux de variation de en un point y et fais le changement de variable x = f(z) (tu as le droit car f est bijective sur l'intervalle)

    (on fait tendre x vers y)

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  31. #25
    anonymus

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0

    En fait mon problème, c'est que je vois pas où on doit en venir.

    Sinon c'est ça que tu attends ?


    Je serai tenté de dire :

    Or existe donc tout ce qu'on a dit existe donc on a demontré ce qu'on voulait.
    En Amérique, il faut d'abord avoir le sucre, ensuite on a le pouvoir et ensuite on a la femme.

  32. #26
    anonymus

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0

    Il y a quelqu'un ?
    En Amérique, il faut d'abord avoir le sucre, ensuite on a le pouvoir et ensuite on a la femme.

  33. #27
    homotopie

    Re : [Maths] [TermS] Introduction à la fonction W0

    Citation Envoyé par anonymus Voir le message
    En fait mon problème, c'est que je vois pas où on doit en venir.

    Sinon c'est ça que tu attends ?
    Non il faudrait prendre la limite, après avoir montré qu'elle existe, quand x tend vers y à gauche
    Citation Envoyé par anonymus
    Je serai tenté de dire :
    Ca c'est faux. (en général tout du moins)

    Reprenons, tu démarres avec :

    tu peux l'écrire car on ne passe pas tout de suite à la limite, mais il faut montrer qu'elle existe cette limite quand x tend vers y.
    Rien n'interdit d'aller voir de l'autre côté (de ce côté on sait que la limite existe)

    Maintenant en faisant le changement de variable indiqué par g_h tu devrais arriver à joindre les deux bouts.

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