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Vidéo en préparation. Le cours écrit, les exercices et les corrigés de cette leçon sont déjà disponibles ci-dessous.

Leçon 4

Transformer une expression

Le cours écrit

4.1 Quatre règles

Propriétés. Pour tous réels aa et bb, et pour tout entier relatif nn :

Règle Formule
Produit ea×eb=ea+b\mathrm{e}^a \times \mathrm{e}^b = \mathrm{e}^{a + b}
Inverse 1ea=e−a\dfrac{1}{\mathrm{e}^a} = \mathrm{e}^{-a}
Quotient eaeb=ea−b\dfrac{\mathrm{e}^a}{\mathrm{e}^b} = \mathrm{e}^{a - b}
Puissance (ea)n=ena\left(\mathrm{e}^a\right)^n = \mathrm{e}^{na}

Le quotient vient de l'inverse : diviser par eb\mathrm{e}^b, c'est multiplier par e−b\mathrm{e}^{-b}. Pour la puissance, multiplier nn fois par ea\mathrm{e}^a revient à ajouter nn fois aa dans l'exposant.

4.2 Avec des nombres

Exemple 10.

  • e3×e−5=e3−5=e−2\mathrm{e}^3 \times \mathrm{e}^{-5} = \mathrm{e}^{3 - 5} = \mathrm{e}^{-2}
  • e5e2=e5−2=e3\dfrac{\mathrm{e}^5}{\mathrm{e}^2} = \mathrm{e}^{5 - 2} = \mathrm{e}^3
  • (e2)3=e2×3=e6\left(\mathrm{e}^2\right)^3 = \mathrm{e}^{2 \times 3} = \mathrm{e}^6
  • (e3)2×e−1e4=e6−1−4=e\dfrac{\left(\mathrm{e}^3\right)^2 \times \mathrm{e}^{-1}}{\mathrm{e}^4} = \mathrm{e}^{6 - 1 - 4} = \mathrm{e}

4.3 Avec une variable

Exemple 11. Pour tout réel xx :

  • ex×e2x+1=e3x+1\mathrm{e}^x \times \mathrm{e}^{2x + 1} = \mathrm{e}^{3x + 1}
  • e2xex−1=e2x−(x−1)=ex+1\dfrac{\mathrm{e}^{2x}}{\mathrm{e}^{x - 1}} = \mathrm{e}^{2x - (x - 1)} = \mathrm{e}^{x + 1} : on retranche tout l'exposant du bas.
  • (ex)3×e−2x=e3x−2x=ex\left(\mathrm{e}^x\right)^3 \times \mathrm{e}^{-2x} = \mathrm{e}^{3x - 2x} = \mathrm{e}^x

4.4 Développer, factoriser

Les identités remarquables et la mise en facteur s'appliquent.

Exemple 12.

  • (ex+1)2=e2x+2ex+1\left(\mathrm{e}^x + 1\right)^2 = \mathrm{e}^{2x} + 2\mathrm{e}^x + 1
  • (ex+e−x)2=e2x+2+e−2x\left(\mathrm{e}^x + \mathrm{e}^{-x}\right)^2 = \mathrm{e}^{2x} + 2 + \mathrm{e}^{-2x} : le double produit vaut 2 ex e−x=22\,\mathrm{e}^x\,\mathrm{e}^{-x} = 2.
  • xex+2ex=(x+2)exx\mathrm{e}^x + 2\mathrm{e}^x = (x + 2)\mathrm{e}^x
  • e2x−ex=ex(ex−1)\mathrm{e}^{2x} - \mathrm{e}^x = \mathrm{e}^x\left(\mathrm{e}^x - 1\right)

4.5 Une fraction

Un exposant négatif disparait souvent en multipliant le haut et le bas par ex\mathrm{e}^x, ce qui est permis, car ce nombre n'est jamais nul.

Exemple 13. e−x1+e−x=e−x×ex(1+e−x)×ex=1ex+1\dfrac{\mathrm{e}^{-x}}{1 + \mathrm{e}^{-x}} = \dfrac{\mathrm{e}^{-x} \times \mathrm{e}^x}{\left(1 + \mathrm{e}^{-x}\right) \times \mathrm{e}^x} = \dfrac{1}{\mathrm{e}^x + 1}.

4.6 Trois pièges

Attention.

  • Une somme ne se simplifie pas : ea+eb\mathrm{e}^a + \mathrm{e}^b n'est pas égal à ea+b\mathrm{e}^{a + b}. Pour a=b=0a = b = 0, on trouverait 22 et 11.
  • e2x\mathrm{e}^{2x} n'est pas égal à 2ex2\mathrm{e}^x. Pour x=0x = 0, on trouverait 11 et 22.
  • (ex)2=e2x\left(\mathrm{e}^x\right)^2 = \mathrm{e}^{2x}, et non ex2\mathrm{e}^{x^2}. Pour x=1x = 1, on trouverait e2\mathrm{e}^2 et e\mathrm{e}.

Automatisme. En cas de doute sur une égalité, teste une valeur simple, souvent x=0x = 0 ou x=1x = 1.

Lire le cours complet du chapitre

Exercices 7 et 8

  • Exercice 7 : simplifier, développer, factoriser
  • Exercice 8 : démontrer une égalité

Exercices du chapitre (PDF, 198 Ko)

Corrigés

Cherche d'abord les exercices sur ta feuille, puis compare avec le corrigé détaillé.

Corrigés du chapitre (PDF, 154 Ko)

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