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Le logarithme : définition et propriétés

Définition

Le logarithme népérien, noté ln, est la fonction réciproque de la fonction exponentielle. Pour tout réel x > 0, ln(x) est l'unique réel tel que e^(ln(x)) = x. Le logarithme décimal log₁₀(x) vérifie 10^(log x) = x.

Explication

Propriétés algébriques de ln : ln(a×b) = ln(a)+ln(b), ln(a/b) = ln(a)−ln(b), ln(aⁿ) = n·ln(a), ln(1) = 0, ln(e) = 1. La dérivée de ln(x) est 1/x. La fonction ln est croissante sur ]0;+∞[, tend vers −∞ en 0⁺ et vers +∞ en +∞. Les logarithmes sont utilisés pour résoudre des équations exponentielles, modéliser des phénomènes en biologie, chimie et économie.

Exemple concret

Résoudre e^(2x−1) = 5 : on prend le logarithme des deux membres, ln(e^(2x−1)) = ln(5), donc 2x−1 = ln(5), soit x = (1+ln(5))/2 ≈ (1+1,609)/2 ≈ 1,305.

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Questions fréquentes

Quelle est la différence entre ln et log ?+
ln est le logarithme de base e (népérien), log est souvent le logarithme de base 10 (décimal). En Terminale, on travaille principalement avec ln.
Peut-on calculer ln d'un nombre négatif ?+
Non, ln n'est défini que pour les réels strictement positifs.
Comment utiliser ln pour comparer des croissances ?+
ln croît moins vite que toute puissance de x : lim(x→+∞) ln(x)/xᵃ = 0 pour tout a > 0.

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