1. Énonçons le problème :
Nous avons deux fonctions logarithmiques $f$ et $g$ qui partagent la même asymptote verticale.
2. La fonction $f$ est donnée par la règle :
$$f(x) = 10 \log_4 (-(x - h))$$
3. On sait que $f$ passe par le point $(1,1)$, donc :
$$1 = 10 \log_4 (-(1 - h)) = 10 \log_4 (-(1 - h))$$
4. Simplifions pour trouver $h$ :
Divisons par 10 :
$$\frac{1}{10} = \log_4 (-(1 - h))$$
5. Convertissons la forme logarithmique en exponentielle :
$$-(1 - h) = 4^{\frac{1}{10}}$$
6. Résolvons pour $h$ :
$$-(1 - h) = 4^{0.1}$$
$$-1 + h = 4^{0.1}$$
$$h = 1 + 4^{0.1}$$
7. Calculons $4^{0.1}$ (racine dixième de 4) :
$$4^{0.1} \approx 1.1487$$
8. Donc :
$$h \approx 1 + 1.1487 = 2.1487$$
9. L'asymptote verticale est donc la droite $x = h \approx 2.1487$.
10. La fonction $g$ a la même asymptote, donc sa règle est de la forme :
$$g(x) = a \log_4 (x - h)$$
11. On sait que $g$ passe par les points $(7,1)$ et $(9,2)$.
12. Utilisons le point $(7,1)$ :
$$1 = a \log_4 (7 - h)$$
13. Utilisons le point $(9,2)$ :
$$2 = a \log_4 (9 - h)$$
14. Divisons la deuxième équation par la première pour éliminer $a$ :
$$\frac{2}{1} = \frac{a \log_4 (9 - h)}{a \log_4 (7 - h)} = \frac{\log_4 (9 - h)}{\log_4 (7 - h)}$$
15. Donc :
$$2 = \frac{\log_4 (9 - h)}{\log_4 (7 - h)}$$
16. Multiplions :
$$2 \log_4 (7 - h) = \log_4 (9 - h)$$
17. Convertissons en exponentielle :
$$4^{2 \log_4 (7 - h)} = 4^{\log_4 (9 - h)}$$
18. Simplifions :
$$\left(4^{\log_4 (7 - h)}\right)^2 = 9 - h$$
19. Or $4^{\log_4 (x)} = x$, donc :
$$ (7 - h)^2 = 9 - h$$
20. Développons :
$$49 - 14h + h^2 = 9 - h$$
21. Regroupons tous les termes :
$$h^2 - 14h + h + 49 - 9 = 0$$
$$h^2 - 13h + 40 = 0$$
22. Résolvons l'équation quadratique :
$$h = \frac{13 \pm \sqrt{(-13)^2 - 4 \times 1 \times 40}}{2} = \frac{13 \pm \sqrt{169 - 160}}{2} = \frac{13 \pm 3}{2}$$
23. Deux solutions :
$$h_1 = \frac{13 + 3}{2} = 8$$
$$h_2 = \frac{13 - 3}{2} = 5$$
24. Comme l'asymptote $x = h$ doit être la même que pour $f$, et $h \approx 2.1487$ pour $f$, aucune de ces valeurs ne correspond.
25. Cela signifie que la forme de $g$ doit être ajustée pour que l'asymptote soit $x = h \approx 2.1487$.
26. Posons donc $g(x) = a \log_4 (x - h)$ avec $h = 2.1487$.
27. Utilisons les points pour trouver $a$ :
Pour $(7,1)$ :
$$1 = a \log_4 (7 - 2.1487) = a \log_4 (4.8513)$$
28. Calculons $\log_4 (4.8513)$ :
$$\log_4 (4.8513) = \frac{\ln 4.8513}{\ln 4} \approx \frac{1.579}{1.386} = 1.139$$
29. Donc :
$$1 = a \times 1.139 \Rightarrow a = \frac{1}{1.139} \approx 0.878$$
30. Vérifions avec $(9,2)$ :
$$g(9) = 0.878 \times \log_4 (9 - 2.1487) = 0.878 \times \log_4 (6.8513)$$
31. Calculons $\log_4 (6.8513)$ :
$$\log_4 (6.8513) = \frac{\ln 6.8513}{\ln 4} \approx \frac{1.925}{1.386} = 1.389$$
32. Donc :
$$g(9) \approx 0.878 \times 1.389 = 1.219$$
33. Ce n'est pas égal à 2, donc $g$ n'est pas exactement de cette forme simple.
34. Conclusion :
La fonction $g$ a la même asymptote $x = h \approx 2.1487$ que $f$.
La règle de $g$ est de la forme :
$$g(x) = a \log_4 (x - h) + k$$
35. Pour déterminer $a$ et $k$, il faut résoudre le système :
$$\begin{cases} 1 = a \log_4 (7 - h) + k \\ 2 = a \log_4 (9 - h) + k \end{cases}$$
36. Soustrayons la première équation de la deuxième :
$$2 - 1 = a (\log_4 (9 - h) - \log_4 (7 - h))$$
$$1 = a \log_4 \left(\frac{9 - h}{7 - h}\right)$$
37. Calculons :
$$\frac{9 - 2.1487}{7 - 2.1487} = \frac{6.8513}{4.8513} \approx 1.412$$
38. Donc :
$$1 = a \log_4 (1.412) = a \times \frac{\ln 1.412}{\ln 4} = a \times \frac{0.345}{1.386} = a \times 0.249$$
39. D'où :
$$a = \frac{1}{0.249} \approx 4.016$$
40. Trouvons $k$ avec la première équation :
$$1 = 4.016 \times 1.139 + k$$
$$k = 1 - 4.016 \times 1.139 = 1 - 4.574 = -3.574$$
41. La règle finale de $g$ est :
$$g(x) = 4.016 \log_4 (x - 2.1487) - 3.574$$
**Réponse finale :**
$$\boxed{g(x) = 4.016 \log_4 (x - 2.1487) - 3.574}$$
Cela respecte la même asymptote que $f$ et passe par les points donnés.
Logarithme Fonctions 67E102
Step-by-step solutions with LaTeX - clean, fast, and student-friendly.