Morceau de l'exponentielle intégrale

Bonjour,
j'ai un problème avec la dernière limite de cet exercice (niveau Tale C a priori).
J'ai l'impression que la limite (en 0) de $\dfrac{f(x)}{\ln(x)}$ est 1 plutôt que e (graphique sous geogebra) mais je n'arrive pas à le prouver.
Si vous avez des idées, je suis preneur, merci.86538

Réponses

  • Bonjour,

    Sauf erreur de ma part:
    on peut s'en sortir à l'aide d'une intégration par parties (en intégrant $t\mapsto \frac{1}{t}$), puis en montrant que l'intégrale à paramètre qui apparaît à droite après l'intégration par parties admet une limite finie en 0 (l'intégrande est équivalente à $\ln$ au voisinage de $0$, on conclut à l'aide d'un critère de comparaison).
    Tu obtiens alors que
    $$f(x)\underset{x\to 0^+}{\sim}e^x\ln(x)\underset{x\to 0^+}{\sim}\ln(x)$$
  • Si tu utilises l'inégalité précédente (je n'ai pas vérifiée si elle était vraie) et si tu divises par $-\ln(x)$ pour un $x\in]0,1[$, tu obtiens une inégalité qui donne le résultat demandé par le théorème des gendarmes.

    Donc en admettant cette double inégalité, la limite serait bel et bien $e$.
  • Oups, c'est la limite en 1 que j'ai calculée et non la limite en 0...
  • Merci à vous deux,
    Effectivement bisam, l'inégalité ne donne pas le résultat directement (en 0 la limite doit être nulle)
    J'ai déjà essayé d'intégrer par parties mais j'ai du m'emmeler les pinceaux. Je vais refaire avec l'idée de Bbidule.
  • Merci Bbidule, ça marche parfaitement.
  • Au fait, la dérivée de $f(x)$, ce n'est pas $\frac{e^x}{x}$ ?
  • André49, oui mais à part s'en servir pour montrer la convergence en 0, cela ne me paraît pas donner la limite.
  • Même si cela ne change pas les résultats on peut remarquer que la double inégalité à démontrer au 1) est fausse pour x=2 par exemple .
    il faudrait lire je pense $ e^x-e$ et non $ e^x-1$ au numérateur...
  • Je me demandais juste pourquoi est-ce qu'on ne peut pas appliquer la règle de L'Hôpital ? (qui donne une limite égale à $1$, donc fausse...)
  • @ André 49 quelle doit être la valeur en 0 du numérateur et du dénominateur pour appliquer la règle de L'Hospital ?

    Edit: En appliquant la généralisation de la règle au cas de limites infinies ( $-\infty$ ici ) on obtient 1 effectivement ...bizarre...
  • Argh... $\ln$ de $0$ n'existe pas, bien sûr...
  • Il n'empêche qu'il existe une généralisation qui donnerait 1 pour limite ...

    Edit : Les calculs numériques avec Maxima semblent confirmer la limite $1$ et non $e$
  • Je reprécise ma question et la réponse apportée par Bbidule :
    L'énoncé est faux, la limite en 0 du quotient $f(x)/\ln x$ est égale à 1, comme le montre la suite d'équivalents donnée plus haut.
    La règle de l'Hôpital n'est pas au programme de terminale c'est pourquoi je n'en parle pas.
    En revanche je ne vois pas en quoi la première inégalité serait fausse en 2...
  • Je n'ai pas compris de quelle limite vous parlez pour l'Hôpital

    Quand $x \to 0$,
    $f(x) = \int_1^x \frac{e^t}{t}dt = \int_1^x \frac{1+O(t)}{t} dt = g(x)+O(1) = (1+o(1))g(x)$ où $g(x) = \ln x $ donc $A=\lim_{x \to 0^+} \frac{f(x)}{g( x)} = 1$

    On a aussi que $\lim_{x \to 0^+} \frac{f'(x)}{g'(x)} =C$ converge et $g(x),g'(x)$ convergent tous les deux vers $ +\infty$ donc on peut appliquer l'Hôpital $A= C$

    (car $f(x) =f(1)+\int_1^x f'(t)dt=f(1)+ \int_1^x (C g'(t) + o(g '( t)))dt=f(1)+C (g(x)-g(1))+o(g(x))= g(x)(C+o(1))$ donc $\lim_{x \to 0^+} \frac{f(x)}{g (x)} =\lim_{x \to 0^+} \frac{ g(x)(C+o(1))}{g(x)} =C$)
  • pour $x=2$
    $\int_1^x \dfrac{e^t} {t}dt \approx 3.059116539645953 $

    $\dfrac{{e}^{x}-1}{x} \approx 3.194528049465325 $

    Ce qui contredit la première inégalité du 1)

    On a sur $ [1,x] $, $ \dfrac{e^t}{x} \leq \dfrac{e^t} {t} \leq e^t$ et par intégration on obtient $e^x- e$ au numérateur et non $e^x- 1$

    Cela fait au moins une erreur (Edit: de texte ) par question ....
  • acetonik, tu as raison il faut remplace 1 par e, mais ta valeur de $f(2)$ est fausse je crois.
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