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Mathématiques · Bac SGC · Coefficient 4

Fonctions logarithmiques — Cours Maths Bac SGC

La fonction ln : règles de calcul, limites et croissances comparées, dérivée d'un logarithme composé, et son usage financier — calculer une durée (de placement, de remboursement).

Relu par Équipe Orka · 29 août 2026

Dans le programme du Bac SGC

Coefficient 4 en Bac Sciences de Gestion Comptable, derrière la Comptabilité et Mathématiques Financières (coefficient 8, matière phare de la filière) et l'EOAE (coefficient 6). Programme de Mathématiques Appliquées en 8 chapitres — analyse et probabilités —, identique à celui de la filière Éco : ni nombres complexes, ni géométrie dans l'espace, ni équations différentielles, ni arithmétique. Le logarithme sert à « inverser » une croissance géométrique : trouver au bout de combien de périodes un capital atteint un objectif, ou un emprunt est soldé.

À l'épreuve

Une équation $(1+i)^n=k$ résolue par le logarithme, une étude de fonction contenant $\ln$ (avec croissances comparées), ou une inéquation $\ln$ dont on cherche le plus petit entier solution.

Objectifs d'apprentissage

  • Utiliser ln(ab) = ln a + ln b, ln(a/b) = ln a − ln b, ln(aⁿ) = n ln a
  • Résoudre une équation ou une inéquation avec ln après avoir fixé le domaine
  • Résoudre (1 + i)ⁿ = k en n grâce au logarithme
  • Connaître les limites : ln x → +∞ (lentement), (ln x)/x → 0
  • Dériver un logarithme composé : (ln u)′ = u′/u

Notions clés

Propriétés

ln(ab)=lna+lnb\ln(ab)=\ln a+\ln b, lnab=lnalnb\ln\dfrac{a}{b}=\ln a-\ln b, ln(an)=nlna\ln(a^n)=n\ln a. ln1=0\ln 1=0, lne=1\ln e=1. ln\ln est strictement croissante sur ]0,+[]0,+\infty[.

Limites

limx+lnx=+\displaystyle\lim_{x\to+\infty}\ln x=+\infty, limx0+lnx=\displaystyle\lim_{x\to 0^+}\ln x=-\infty, limx+lnxx=0\displaystyle\lim_{x\to+\infty}\dfrac{\ln x}{x}=0, limx0+xlnx=0\displaystyle\lim_{x\to 0^+}x\ln x=0.

Résolution d'une croissance

(1+i)n=k    n=lnkln(1+i)(1+i)^n=k \iff n=\dfrac{\ln k}{\ln(1+i)}. Pour « atteindre au moins » l'objectif, on arrondit à l'entier supérieur.

Dérivée

(lnx)=1x(\ln x)'=\dfrac1x et, pour u>0u>0, (lnu)=uu(\ln u)'=\dfrac{u'}{u}.

Erreurs fréquentes

1

Résoudre une équation avec ln sans fixer le domaine.

2

Écrire ln(a + b) = ln a + ln b.

3

Diviser par ln(1 + i) sans vérifier qu'il est positif.

4

Arrondir dans le mauvais sens (entier supérieur pour « au moins »).

Exemple corrigé

Énoncé

Au bout de combien d'années un capital placé à intérêts composés au taux annuel de 4,5%4{,}5\% double-t-il ?

Correction

On cherche le plus petit entier nn tel que (1,045)n2(1{,}045)^n\ge 2.
(1,045)n2    nln(1,045)ln2(1{,}045)^n\ge 2 \iff n\ln(1{,}045)\ge\ln 2.
ln(1,045)>0\ln(1{,}045)>0, donc nln2ln1,0450,69310,0440215,75n\ge\dfrac{\ln 2}{\ln 1{,}045}\approx\dfrac{0{,}6931}{0{,}04402}\approx 15{,}75.
Le plus petit entier convenable est n=16n=16 : il faut 1616 années.

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3 exercices pour t'entraîner

Exercice 1

Facile
Résoudre dans R\mathbb{R} : ln(3x+1)=ln(2x+5)\ln(3x+1)=\ln(2x+5).
Voir la correction
Domaine : x>13x>-\tfrac13. L'équation équivaut à 3x+1=2x+53x+1=2x+5, soit x=4x=4. Comme 4>134>-\tfrac13, S={4}S=\{4\}.

Exercice 2

Moyen
Déterminer le plus petit entier nn tel que (1,03)n2(1{,}03)^{n}\ge 2.
Voir la correction
(1,03)n2    nln2ln1,030,69310,0295623,45(1{,}03)^{n}\ge 2 \iff n\ge\dfrac{\ln 2}{\ln 1{,}03}\approx\dfrac{0{,}6931}{0{,}02956}\approx 23{,}45. Le plus petit entier est n=24n=24.

Exercice 3

Difficile
Soit f(x)=3lnxx+4f(x)=3\ln x-x+4 sur ]0;+[]0;+\infty[. Étudier ses variations et son maximum.
Voir la correction
limx0+f(x)=\displaystyle\lim_{x\to 0^+}f(x)=-\infty et limx+f(x)=\displaystyle\lim_{x\to+\infty}f(x)=-\infty (car x-x l'emporte). f(x)=3x1=3xxf'(x)=\dfrac{3}{x}-1=\dfrac{3-x}{x} : ff croît sur ]0,3]]0,3], décroît sur [3,+[[3,+\infty[, avec un maximum f(3)=3ln33+4=3ln3+14,30f(3)=3\ln 3-3+4=3\ln 3+1\approx 4{,}30.

Va plus loin sur ce chapitre

Questions fréquentes

Comment trouver une durée (placement, remboursement) ?

On écrit l'objectif sous la forme (1 + i)ⁿ ≥ k, on passe au logarithme : n ≥ ln k / ln(1 + i), puis on arrondit à l'entier supérieur.

Pourquoi le sens de l'inégalité est-il conservé ?

Parce que ln est strictement croissante : a ≤ b équivaut à ln a ≤ ln b pour a, b > 0. Diviser par ln(1 + i) > 0 conserve aussi le sens.

Que signifie « croissance comparée » ?

À l'infini, x l'emporte sur ln x : (ln x)/x → 0. Cela permet de lever des formes indéterminées contenant un logarithme.