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Analyse 2 - Chapitre 2 (1/7)
Florence NICOLAU 2005 - 2006
Chapitre 2 : Intégrales généralisées.
I. Intégrale sur un intervalle de longueur infinie. 11. Intégrale du type
ftdt a z2. Intégrale du type ftdt
a z3. Intégrale du type
ftdt() z . ......................................................................3II. Intégrale sur un intervalle qui contient un point où la fonction n'est pas définie 4 1. Intégrale du type
ftdt ab z2. Intégrale du type
ftdt a z avec f non définie en a...................................5III. Critères de convergence. 5
1. Cas où f est positive........................................................................................5
2. Cas où f est de signe quelconque....................................................................7
La notion d'intégrales généralisées est une extension de la notion d'intégrale simple. I. Intégrale sur un intervalle de longueur infinie.1. Intégrale du type ftdt
a z.Définition
: Soit f : [a ; +[ continue.On dit que ftdt
a z converge si lim ( ) xax ftdt z existe et est finie, et alors f t dt f t dt axax () lim () zzSinon ftdt
a z est dite divergente.On dit aussi que f est intégrable sur [a ; +[ dans le premier cas, et que f n'est pas intégrable
sur [a ; +[ dans le second cas.Exemples : a) Convergence de
0t edt 00 1 xxttx edt e e 0 lim 0 1 1 x t x edtDonc l'intégrale converge et
0t edt = 1.Analyse 2 - Chapitre 2 (2/7)
Florence NICOLAU 2005 - 2006
b) Convergence de 1 1 dtt1° cas
: 1 11 1 1 11 111xx txdtt 1
10 1lim0101
x sixsi Donc 1 1dtt converge si > 1 , et diverge si < 1.2° cas
: = 1 1 11ln( )
x x dt tt = ln(x) or lim ln( ) x x fDonc l'intégrale diverge.
1 1 tdt z converge si et seulement si > 1 Intégrale de référenceInterprétation graphique :
L'aire sous la courbe à droite de 1 est finie pour la courbe y = 1 x² infinie pour la courbe y = 1 x2. Intégrale du type ftdt
a zDéfinition : Soit f : ]- ; a[ continue.
On dit que ftdt
a z converge si lim ( ) xxa ftdt z existe et est finie, et alors () lim () aa x x ftdt ftdtSinon ftdt
a z est dite divergente.On dit aussi que f est intégrable sur ]- ; a[ dans le premier cas, et que f n'est pas intégrable
sur ]- ; a[ dans le second cas.Analyse 2 - Chapitre 2 (3/7)
Florence NICOLAU 2005 - 2006
Exemples : a) Convergence de
0 t edt 00 1 tt x xx edt e e 0 lim t xx edt fDonc l'intégrale diverge.
b) Convergence de sintdt sin cos 1 cos x x tdt t x or cos n'a pas de limite en -Donc l'intégrale diverge.
c) Convergence de 0 t edt 00 1 tt x xx edt e e 0 lim 1 0 1 t xx edtDonc l'intégrale converge et
0 t edt = 1.3. Intégrale du type ftdt()
zDéfinition : Soit f : ]- ; +[ continue.
ftdt() z est dite convergente si c ftdt c z converge et ftdt c z converge.On a alors ftdt ftdt ftdt
c c zzzSinon elle est dite divergente.
On dit aussi que f est intégrable sur ]- ; +[ dans le premier cas, et que f n'est pas intégrable
sur ]- ; +[ dans le second cas.