[PDF] Calculs dintégrales Exercice 6. Calculer les primitives





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Calculs dintégrales Exo7

Calculs d"intégrales

Fiche d"Arnaud Bodin, soigneusement relue par Chafiq Benhida

1 Utilisation de la définition

Exercice 1Soitfla fonction définie sur[0;4]par

f(x) =8 >>>>>:1 six=0

1 si 0

3 six=1

2 si 1

4 si 2 1.

Calculer

R4

0f(t)dt.

2.

Soit x2[0;4], calculerF(x) =Rx

0f(t)dt.

3. Montrer que Fest une fonction continue sur[0;4]. La fonctionFest-elle dérivable sur[0;4]? H???Exercice 2

Soient les fonctions définies surR,

f(x) =x,g(x) =x2eth(x) =ex;

Justifier qu"elles sont intégrables sur tout intervalle fermé borné deR. En utilisant les sommes de Riemann,

calculer les intégralesR1

0f(x)dx,R2

1g(x)dxetRx

0h(t)dt.

HH???Exercice 3

Soitf:[a;b]!Rune fonction continue sur[a;b](a 1. On suppose que f(x)>0 pour toutx2[a;b], et quef(x0)>0 en un pointx02[a;b]. Montrer queRb af(x)dx>0. En déduire que : "sifest une fonction continue positive sur[a;b]telle queRb af(x)dx=0 alorsfest identiquement nulle». 2.

On suppose que

Rb af(x)dx=0. Montrer qu"il existec2[a;b]tel quef(c) =0. 3. Application: on suppose que fest une fonction continue sur[0;1]telle queR1

0f(x)dx=12

. Montrer qu"il existed2[0;1]tel quef(d) =d. HH???Exercice 4

Soitf:R!Rune fonction continue surRetF(x) =Rx

0f(t)dt. Répondre par vrai ou faux aux affirmations

suivantes: 1

1.Fest continue surR.

2.Fest dérivable surRde dérivéef.

3.

Si fest croissante surRalorsFest croissante surR.

4.

Si fest positive surRalorsFest positive surR.

5.

Si fest positive surRalorsFest croissante surR.

6. Si festT-périodique surRalorsFestT-périodique surR. 7.

Si fest paire alorsFest impaire.

H???2 Calculs de primitives Exercice 5Calculer les primitives suivantes par intégration par parties. 1.

Rx2lnxdx

2.

Rxarctanxdx

3.

RlnxdxpuisR(lnx)2dx

4.

Rcosxexpxdx

HH???Exercice 6 Calculer les primitives suivantes par changement de variable. 1.

R(cosx)1234sinxdx

2.

R1xlnxdx

3.

R13+exp(x)dx

4.

R1p4xx2dx

HH???Exercice 7

Calculer les primitives suivantes, en précisant si nécessaire les intervalles de validité des calculs :

1. Rx+2x

23x4dx

2. Rx1x

2+x+1dx

3.

Rsin8xcos3xdx

4.

R1sinxdx

5.

R3sinx2cosx+3tanxdx

HH???2

3 Calculs d"intégrales

Exercice 8Calculer les intégrales suivantes :

1. R p2

0xsinxdx(intégration par parties)

2. R1 0expe x+1dx(à l"aide d"un changement de variable simple) 3. R1

01(1+x2)2dx(changement de variablex=tant)

4. R1

03x+1(x+1)2dx(décomposition en éléments simples)

5. R212 1+1x

2arctanxdx(changement de variableu=1x

HH???Exercice 9

Calculer les intégrales suivantes :

Z p2

011+sinxdxetZ

p2

0sinx1+sinxdx:

HH???Exercice 10Intégrales de WallisSoitIn=Z p2

0(sinx)ndxpourn2N.

1. Montrer que In+2=n+1n+2In. ExpliciterIn. En déduireR1

11x2ndx.

2. Montrer que (In)nest positive décroissante. Montrer queInIn+1 3.

Simplifier InIn+1. Montrer queInpp

2n. En déduire13(2n+1)24(2n)2pn

p HH???Exercice 11

SoitIn=Z

1 0x n1+xdx. 1. En majorant la fonction intégrée, montrer que lim n!+¥In=0. 2.

Calculer In+In+1.

3.

Déterminer lim

n!+¥ nå k=1(1)k+1k HH???3

4 Applications : calculs d"aires, calculs de limites

Exercice 12Calculer l"aire de la région délimitée par les courbes d"équationy=x22 ety=11+x2. HH???Exercice 13 Calculer l"aire intérieure d"une ellipse d"équation : x 2a 2+y2b 2=1:

Indications.On pourra calculer seulement la partie de l"ellipse correspondant àx>0,y>0. Puis exprimery

en fonction dex. Enfin calculer une intégrale. HH???Exercice 14

Calculer la limite des suites suivantes :

1.un=nn1å

k=01k 2+n2

2.vn=nÕ

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