👤

Se consideră funcția [tex]$f:(1,+\infty) \rightarrow(0,+\infty), f(x)=\ln (x+1)-\ln (x-1)$[/tex].

[tex]$5 \mathbf{p}$[/tex] a) Arătați că [tex]$f^{\prime}(x)=-\frac{2}{x^{2}-1}, x \in(1,+\infty)$[/tex].

[tex]$5 p$[/tex] b) Demonstrați că funcția [tex]$f$[/tex] este bijectivă.

5p c) Calculați [tex]$\lim _{x \rightarrow+\infty}(x f(x))$[/tex].


Răspuns :

[tex]f(x)=\ln (x+1)-\ln (x-1)[/tex]

a)

Calculam derivata, folosind tabelul de derivare (vezi atasament)

[tex]f'(x)=\frac{1}{x+1}-\frac{1}{x-1} =\frac{x-1-x-1}{(x+1)(x-1)}=-\frac{2}{x^2-1}[/tex]

b)

O functie este bijectiva daca este surjectiva si injectiva

Studiem monotonia functiei f

[tex]f'(x)=-\frac{2}{x^2-1}[/tex]

-2<0

Pentru x∈(1,+∞) , x²-1<0⇒ f'(x)<0⇒f este descrescatoare pe (1,+∞)⇒ f este injectiva

[tex]\lim_{x \to 1} ln(x+1)-ln(x-1)=ln2-ln0=+\infty\\\\ \lim_{x +\to \infty} ln(x+1)-ln(x-1)=\infty-\infty\ forma\ nedeterminata\\\\ \lim_{x +\to \infty} ln(x+1)-ln(x-1)= \lim_{x +\to \infty} ln\frac{x+1}{x-1}=ln( \lim_{x +\to \infty}\frac{x+1}{x-1})=ln1=0[/tex]

Cand gradul numaratorului este egal cu gradul numitorului, atunci limita este egala cu raportul coeficientilor gradelor mai mari

f este surjectiva si injectiva⇒ f este bijectiva

c)

[tex]\lim_{x +\to \infty} x(ln(x+1)-ln(x-1))= \lim_{x +\to \infty}xln\frac{x+1}{x-1}= \lim_{x +\to \infty}ln(\frac{x+1}{x-1})^x\\\\ = \lim_{x +\to \infty}ln(1+\frac{2}{x-1})^ x= \lim_{x +\to \infty}ln[(1+\frac{2}{x-1})^ {\frac{x-1}{2} }]^{\frac{2x}{x-1}}=e^{ln2}=2[/tex]

Un exercitiu cu functie bijectiva gasesti aici: https://brainly.ro/tema/4629069

#BAC2022

Vezi imaginea ANDREEAP
Vezi imaginea ANDREEAP