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Dérivée et variations du logarithme

24 min5 exercicesSéquence 2.2Terminale

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Durée : 24 min

Dérivée de la fonction logarithme

Propriété : la fonction ln\ln est dérivable sur ]0;+[]0;+\infty[ et :

ln(x)=1x\ln'(x) = \dfrac{1}{x}

Comme 1x>0\dfrac{1}{x}>0 pour tout x>0x>0, la fonction ln\ln est strictement croissante sur ]0;+[]0;+\infty[.

Dérivée de ln(u(x))\ln(u(x))

Formule : pour u(x)>0u(x)>0, (ln(u(x)))=u(x)u(x)\left(\ln(u(x))\right)' = \dfrac{u'(x)}{u(x)}

Exemple : f(x)=ln(2x+5)f(x) = \ln(2x+5), définie pour 2x+5>02x+5>0 soit x>52x>-\dfrac{5}{2}. On pose u(x)=2x+5u(x)=2x+5, u(x)=2u'(x)=2 :

f(x)=22x+5f'(x) = \dfrac{2}{2x+5}

Limites usuelles du logarithme

limx+ln(x)=+limx0+ln(x)=\lim_{x\to+\infty} \ln(x) = +\infty \qquad\qquad \lim_{x\to 0^+} \ln(x) = -\infty

La droite x=0x=0 est donc asymptote verticale à la courbe de ln\ln.

Croissances comparées avec le logarithme (admis) :

limx+ln(x)x=0limx0+xln(x)=0\lim_{x\to+\infty} \dfrac{\ln(x)}{x} = 0 \qquad\qquad \lim_{x\to0^+} x\ln(x) = 0

Cela signifie que ln(x)\ln(x) "perd" toujours face à xx : même si ln(x)+\ln(x)\to+\infty, il le fait beaucoup plus lentement que xx lui-même.

Tableau de variations de ln\ln


xx00++\infty
|---|---|---|---|

ln(x)=1x\ln'(x)=\frac1x++
ln(x)\ln(x)-\infty\nearrow++\infty

Exercices

Quelle est la dérivée de la fonction ln\ln sur ]0;+[]0;+\infty[ ?

La limite de ln(x)\ln(x) quand x0+x \to 0^+ est -\infty.

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