
24 exercices classés par difficulté (★ facile, ★★ moyen, ★★★ difficile). Cherche d’abord sans regarder le corrigé !
1 Simplifier des produits et quotients ★★★
Écris chaque expression sous la forme e… (un seul exposant).
- e3 × e−5
- (e2)3
- e7 / e4
- 1 / e−2
- ex × e2x
- (e−x)2 × ex
- ex+1 × e1−x
2 Vrai ou faux ? (justifie) ★★★
Dis si chaque affirmation est vraie ou fausse, et justifie.
- e0 = 1.
- Pour tous réels a et b, ea+b = ea + eb.
- Il existe un réel x tel que ex = −3.
- (ex)2 = e2x pour tout x.
- La fonction exponentielle est décroissante sur ]−∞ ; 0].
- e−3 < e−2.
- Pour tout réel x, ex ≥ x + 1.
3 Valeurs approchées à la calculatrice ★★★
Donne une valeur approchée à 10−3 près de chaque nombre : a) e1,5 ; b) e−0,3 ; c) e2,5 ; d) e−1,2 ; e) e0,1. Range ensuite ces cinq nombres dans l’ordre croissant sans nouveau calcul.
4 Équations avec des exponentielles ★★★
Résous dans ℝ : a) e2x = e5 ; b) e3x−1 = 1 ; c) ex² = e4x−3 ; d) ex = −2 ; e) e2x+1 = e.
5 Inéquations avec des exponentielles ★★★
Résous dans ℝ : a) ex < e−2 ; b) e−x+1 ≥ e3x ; c) e2x−3 > 1 ; d) ex + 1 > 0.
6 Dériver des fonctions avec eax+b ★★★
Calcule la dérivée de chaque fonction sur ℝ.
- f(x) = e3x
- f(x) = e−2x+1
- f(x) = 5e−0,4x
- f(x) = ex/2
- f(x) = 4x − e2x
- f(x) = ex + x²
7 Étudier un signe ★★★
Étudie le signe de chaque expression pour x réel.
- (x − 3)ex
- −4e−x
- (2 − x)(ex + 1)
- (x² + 1)e−2x
8 Développer et réduire ★★★
Développe puis réduis : a) (ex + 1)(ex − 1) ; b) (ex + 2)² ; c) ex(e−x + e2x) ; d) (e2x)² / e3x.
9 Tangentes à des courbes exponentielles ★★★
Détermine l’équation réduite de la tangente à la courbe de f au point d’abscisse indiquée.
- f(x) = e2x en x = 0
- f(x) = ex en x = 1
- f(x) = e2x−1 en x = 12
10 Retrouver les paramètres sur une courbe ★★★
La courbe ci-dessous représente une fonction f définie par f(x) = A ekx. Elle passe par A(0 ; 3) et par le point B d’abscisse 2 et d’ordonnée 3/e (environ 1,1).
- Détermine le réel A.
- Détermine le réel k. La fonction f est-elle croissante ou décroissante ?
- Donne l’équation de la tangente en A.
- Calcule f(4) à 10−3 près.
11 Étude de f(x) = (x + 1)ex ★★★
Soit f(x) = (x + 1)ex sur ℝ.
- Montre que f ′(x) = (x + 2)ex.
- Étudie le signe de f ′ et dresse le tableau de variations de f.
- Donne le minimum de f (valeur exacte puis arrondie à 10−3).
- Résous f(x) = 0.
12 Étude de f(x) = (2x − 1)e−x ★★★
Soit f(x) = (2x − 1)e−x sur ℝ ; sa courbe est tracée ci-dessous.
- Calcule f ′(x) et montre que f ′(x) = (3 − 2x)e−x.
- Dresse le tableau de variations de f.
- Donne le maximum de f (valeur exacte et arrondie à 10−3).
- Résous f(x) ≥ 0.
13 Équations à factoriser ★★★
Résous dans ℝ : a) (x − 1)ex = 0 ; b) e2x − ex = 0 ; c) x ex + ex = 0 ; d) e2x = ex+3 ; e) (ex + 1)(x − 4) = 0.
14 Démontrer des identités ★★★
Démontre que, pour tout réel x :
- (ex − e−x)² + 4 = (ex + e−x)² ;
- e / (1+e) = 1 / (1+e) ;
- (e−1) / (e+1) = (1−e) / (1+e).
15 Une suite géométrique en disguise ★★★
On définit un = 3e−0,2n pour tout entier n ≥ 0.
- Montre que (un) est géométrique. Donne sa raison (arrondie à 10−3) et son premier terme.
- Quel est son sens de variation ?
- Calcule u5 à 10−3 près.
- À l’aide de la calculatrice, trouve le plus petit entier n tel que un < 0,1.
16 Culture de bactéries ★★★
Le nombre de bactéries dans une culture est modélisé par N(t) = 500e0,3t, où t est le temps en heures depuis le début de l’expérience.
- Quel est le nombre initial de bactéries ?
- Calcule N(3) à l’unité près.
- Calcule N ′(t) et interprète N ′(0).
- Au bout de combien d’heures entières le nombre de bactéries dépasse-t-il 10 000 ?
17 Désintégration d’un échantillon ★★★
La masse (en g) d’un échantillon radioactif, au bout de t jours, est m(t) = 80e−0,05t.
- Donne la masse initiale puis le sens de variation de m.
- Calcule m(10) à 10−2 g près.
- La « demi-vie » est le temps au bout duquel la masse est divisée par 2. Détermine, à la calculatrice, le premier nombre entier de jours t pour lequel m(t) < 40.
18 Déterminer f(x) = A ekx avec deux conditions ★★★
Une fonction f est de la forme f(x) = A ekx. On sait que f(0) = 5 et que le nombre dérivé f ′(0) = −2.
- Détermine A puis k.
- Donne l’équation de la tangente à la courbe en x = 0.
- Calcule f(5) à 10−3 près.
19 Conséquences de l’inégalité ex ≥ x + 1 ★★★
On admet que pour tout réel x, ex ≥ x + 1.
- Montre que e−x ≥ 1 − x pour tout x.
- En déduire que pour tout x < 1, ex ≤ 11−x.
- Soit n un entier non nul. En appliquant l’inégalité à x = 1/n, montre que (1 + 1n)n ≤ e. Vérifie avec n = 10.
- Pour n ≥ 2, montre de même que (1 − 1n)n ≤ e−1. Vérifie avec n = 10.
20 Les solutions de f ′ = f ★★★
Soit f une fonction dérivable sur ℝ telle que f ′ = f. On pose φ(x) = f(x) e−x.
- Calcule φ ′(x) et montre que φ est constante.
- En déduire que f(x) = f(0) ex pour tout x.
- Trouve la fonction f telle que f ′ = f et f(0) = −2.
- Trouve la fonction g telle que g ′ = g et g(1) = e².
21 Une fonction avec un quotient ★★★
Soit f(x) = (e−2) / (e+1) sur ℝ.
- Montre que f ′(x) = 3e / ((e+1)²).
- Dresse le tableau de variations de f (sans valeurs aux bornes infinies).
- Montre que f(x) = 1 − 3 / (e+1).
- Écris l’équation de la tangente en x = 0.
22 Fonction « sinus hyperbolique » ★★★
Soit f(x) = (e−e) / 2 pour x réel.
- Montre que f(−x) = −f(x) pour tout x. Que dire de la courbe ?
- Calcule f ′(x) et déduis le sens de variation de f.
- Résous f(x) = 0, puis étudie le signe de f(x).
- Montre que ex + e−x ≥ 2 pour tout x (indice : développe (ex/2 − e−x/2)²).
23 Étude de f(x) = (x² + x)e−x ★★★
Soit f(x) = (x² + x)e−x sur ℝ.
- Montre que f ′(x) = (−x² + x + 1)e−x.
- Résous −x² + x + 1 = 0 et étudie le signe de f ′.
- Dresse le tableau de variations de f et donne ses extremums locaux (arrondis à 10−3).
24 Refroidissement d’une boisson ★★★
Une boisson est servie à 80 °C dans une pièce à 20 °C. Sa température (en °C) au bout de t minutes est T(t) = 20 + 60e−0,1t.
- Calcule T(0) et T(10) (à 10−1 près).
- Calcule T ′(t). Que peut-on dire des variations de T ? Quelle est la vitesse de refroidissement à t = 0 ?
- Justifie que T(t) > 20 pour tout t.
- Au bout de combien de minutes entières la boisson est-elle sous 30 °C ?

