Logarithme népérien : cours de maths en terminale S en PDF.

Sommaire de cette fiche

1 I. Définition de la fonction logarithme népérien :
2 II. Sens de variation de la fonction logarithme népérien sur :
3 III. Les propriétés algébriques :
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La fonction logarithme népérien avec un cours de maths en terminale S faisant intervenir la définition du logarithme et ses propriétés en terminale S.

I. Définition de la fonction logarithme népérien :

Définition :

Pour tout réel

de $]0;+\infty[$ , il existe un unique réel y tel que

Définition :

La fonction logarithme népérien, notée ln, est la fonction définie sur ]0 ; $+\infty$ [ qui à tout réel x>0, associe le réel noté ln(x) dont l’exponentielle est x.

Remarque :

L’image d’un réel strictement positif x par la fonction ln se note souvent ln x au lieu de ln(x).

Conséquences :

1. Pour tout réel x>0 et tout réel y, équivaut à .

2. Pour tout réel x>0, $e^{lnx}=x$ .

3. Pour tout réel x,

Démonstration :

(1) et (2) se déduisent directement de la définition.

(3) Pour tout réel x, si y= alors d’après (1) donc x=y.

Conséquences :

.En effet et d’après (1) ceci équivaut à .

Pour tout réel $\lambda$ , l’équation $lnx=\lambda$ a pour unique solution $x=e^{ \lambda }$ d’après (1).

Propriété:

Dans un repère orthonormal, les courbes représentatives des fonctions exponentielles et logarithmes népérien sont symétriques par rapport à la droite d’équation y=x.

Démonstration :

ON note $\varphi$ et $\varphi ^'$ les courbes représentatives des fonctions exp et ln.

Dire que appartient à $\varphi ^'$ équivaut à dire que appartient à $\varphi$ .

$\varphi$ et $\varphi ^'$ sont donc symétriques par rapport à la droite y=x.

II. Sens de variation de la fonction logarithme népérien sur $]0;+\infty[$ :

Propriété :

La fonction logarithme népérien est strictement croissante sur $]0;+\infty[$ .

Démonstration :

a et b sont deux réels tels que , c’est à dire que $e^{lna}<e^{lnb}$ .

La fonction exponentielle est strictement croissante sur $\mathbb{R}$ donc .

Conséquences :

Pour tous réels a et b de $]0;+\infty[$ :

équivaut à et équivaut à .
équivaut à et équivaut à .

III. Les propriétés algébriques :

1. Relation fonctionnelle :

Théorème :

Pour tout réels a et b de $]0;+\infty[$ , .

Démonstration :

a et b sont deux réels strictement positifs.On note A=lnab et B=ln a + ln b alors

et $e^B=e^{lna+lnb}=e^{lna}\times e^{lnb}=ab$

donc d’où A=B puisque la fonction exponentielle est bijective sur $\mathbb{R}$ .

2. Logarithme d’un quotient :

Propriété :

Pour tout réel a de $]0;+\infty[$ , $ln ( \frac{1}{a} )=-lna$ .

Démonstration :

Pour a>0, on écrit $a\times \frac{1}{a}=1$ donc $ln(a\times \frac{1}{a})=ln1$

c’est à dire $ln(a)+ln(\frac{1}{a})=0$ d’où $ln(\frac{1}{a})=-ln(a)$ .

Propriété :

Pour tous réels a et b de $]0;+\infty[$ , $ln(\frac{a}{b})=ln(a)-ln(b)$ .

Démonstration :

Pour a>0 et b>0, $ln(\frac{a}{b})=ln(a\times \frac{1}{b})=lna+ln\frac{1}{b}=ln(a)-ln(b)$ .

3. Logarithme d’un produit de nombres réels strictement positifs :

Propriété :

Pour tous réels de $]0;+\infty[$ ,

Remarque :

Cette formule généralise la relation fonctionnelle établie dans le paragraphe 1. et peut se démontrer par récurrence.

Propriété :

Pour tout réel a de $]0;+\infty[$ et tout entier relatif n, .

Démonstration :

La démonstration de cette propriété se fait par récurrence et sur le signe de n.

4. Logarithme d’une racine carrée :

Propriété :

Pour tout réel a de $]0;+\infty[$ , $ln(\sqrt{a})=\frac{1}{2}lna$ .

Démonstration :

Pour a>0, $(\sqrt{a})^2=a$ donc $ln(\sqrt{a})^2=lna$

ainsi $2ln(\sqrt{a})=lna$

d’où $ln(\sqrt{a})=\frac{1}{2}lna$

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La fonction logarithme népérien : cours de maths en terminale S

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