Définition
Le logarithme népérien lnx est la réciproque de l’exponentielle :
lnx=y⟺ey=x(x>0)
Valeurs remarquables :
ln1=0lne=1ln(ea)=aelnx=x
Propriétés algébriques
Pour a,b>0 et n∈Z :
ln(ab)=lna+lnb
ln(ba)=lna−lnbln(an)=nlna
ln(a1)=−lnaln(a)=21lna
Exemples :
ln12=ln(4×3)=ln4+ln3=2ln2+ln3
ln(5e3)=3−ln5
Dérivée et variations
(lnx)′=x1(x>0)
Plus généralement : (ln∣u(x)∣)′=u(x)u′(x)
ln est strictement croissante sur ]0,+∞[.
Tableau de variations :
| x | 0+ | | +∞ |
|---|
| lnx | −∞ | ↗ | +∞ |
Courbe de la fonction logarithme
Limites remarquables
limx→0+lnx=−∞limx→+∞lnx=+∞
limx→+∞xlnx=0limx→0+xlnx=0
limx→+∞xalnx=0(a>0)limx→0+xalnx=0(a>0)
Résolution d’équations et inéquations
Équation lnf(x)=lng(x) :
lnf(x)=lng(x)⟺f(x)=g(x)(avec f(x)>0 et g(x)>0)
Inéquation lnf(x)>lng(x) :
lnf(x)>lng(x)⟺f(x)>g(x)(et f(x)>0,g(x)>0)
Exemple : Résoudre ln(2x−1)=3
2x−1=e3⟹x=2e3+1
Exemples de dérivées avec ln
| Fonction | Dérivée |
|---|
| ln(3x+1) | 3x+13 |
| ln(x2+1) | x2+12x |
| xlnx | lnx+1 |
| (lnx)2 | x2lnx |