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Fiche – Fonction exponentielle

Chapitre 6 | Première générale (spécialité) | Mathématiques

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

L'essentiel :

Définitions clés

Définition

Fonction exponentielle : unique fonction \(f\) dérivable sur \(\mathbb{R}\) vérifiant \(f' = f\) et \(f(0) = 1\). On la note \(\exp\). L'équation \(y' = y\) est une équation différentielle.

Définition

Nombre \(e\) : \(e = \exp(1) \approx 2{,}718\). On note alors \(\exp(x) = e^x\) pour tout réel \(x\).

Définition

Modèle exponentiel : \(N(t) = N_0\,e^{kt}\) décrit une évolution à taux constant ; \(N_0 = N(0)\) est la valeur initiale et \(N'(t) = k\,N(t)\).

À connaître par cœur

Propriétés algébriques \[e^{x+y} = e^x \, e^y \qquad e^{-x} = \dfrac{1}{e^x}\] \[e^{x-y} = \dfrac{e^x}{e^y} \qquad \left(e^x\right)^n = e^{nx} \qquad e^0 = 1\]
Signe et comparaisons \[e^x \gt 0 \ \text{ pour tout } x\] \[e^x = e^y \iff x = y \qquad e^x \lt e^y \iff x \lt y\]
Dérivée \[\exp' = \exp \qquad \big(e^{at}\big)' = a\,e^{at}\]
Tangente à l'origine et inégalité \[y = x + 1 \qquad e^x \geqslant x + 1 \ \text{ pour tout } x\]
Variations et courbe

Méthode — Calculer et modéliser

Méthode — Simplifier / dériver
  1. Simplifier : regrouper les exposants avec \(e^{x+y} = e^x e^y\) et \(\dfrac{e^x}{e^y} = e^{x-y}\).
  2. Dériver \(e^{at}\) : multiplier par le coefficient \(a\) → \((e^{at})' = a\,e^{at}\).
  3. Produit \(u\,e^{x}\) : appliquer \((uv)' = u'v + uv'\).
Méthode — Résoudre / modéliser

Erreurs fréquentes

Attention

❌ Écrire \(e^{x+y} = e^x + e^y\).

✅ La relation est multiplicative : \(e^{x+y} = e^x e^y\).

❌ Écrire \((e^x)^2 = e^{x^2}\).

✅ \((e^x)^2 = e^{2x}\).

❌ Oublier le facteur \(a\) dans \((e^{at})'\).

✅ \((e^{at})' = a\,e^{at}\) ; \((e^{-kt})' = -k\,e^{-kt}\).

❌ Chercher \(x\) tel que \(e^x \le 0\).

✅ \(e^x \gt 0\) pour tout \(x\) : \(e^x = -2\) n'a aucune solution.

Exemple rapide

Exemple — un modèle, plusieurs calculs

\(N(t) = 500\,e^{0{,}2t}\) (\(t\) en heures, \(e \approx 2{,}718\)).