Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau autre
Partager :

Changement de variable dans le calcul d'intégrale

Posté par
Matthy
24-10-09 à 13:48

Bonjour à tous !

J'ai un petit problème, je crois bien que je n'ai pas bien saisi le changement de variable dans le calcul d'une intégrale !

Voici un exemple :

dx / x2 + 16

Je pose t = x2 donc dt = 2x

On a donc 1 / t + 16 dt = ln(t+16) = ln(x2+16)

Le problème c'est que ca ne me parait pas logique du tout !
Qu'est ce que j'oublie ?

Merci beaucoup !

Posté par
gui_tou
re : Changement de variable dans le calcul d'intégrale 24-10-09 à 14:05

Salut,

Disons qu'on travaille sur 3$[a,b], avec 3$a,b>0.

Si tu poses 3$t=x^2, alors 3$x=\sqrt{t} et 3$dx=\fr{dt}{2\sqrt{t}

L'intégrale 3$\Bigint_a^b\fr{dx}{x^2+16 devient 3$\Bigint_{a^2}^{b^2}\fr{dt}{\sqrt{t}(t+16) .... pas facile du tout à intégrer ce bidule.

Conclusion : 3$t=x^2 n'était pas le bon changement de variable

Ici l'idée c'est de reconnaître une forme classique ... pourquoi pas 3$\Bigint\fr{du}{u^2+1. Donc on va faire apparaître notre 16 en factorisant.

3$\Bigint_a^b\fr{dx}{x^2+16}=\fr{1}{16}\Bigint_a^b\fr{dx}{\(\fr{x}{4}\)^2+1

Là on tente le ptit changement de variable 3$t=\fr14x soit 3$x=4t et 3$dx=4dt, d'où :

3$\fr{1}{16}\Bigint_a^b\fr{dx}{\(\fr{x}{4}\)^2+1}=\fr{1}{16}\Bigint_{\fr{a}{4}}^{\fr{b}{4}}\fr{4dt}{t^2+1}=\fr14\[\rm{Arctan}\(\fr{b}{4}\)-\rm{Arctan}\(\fr{a}{4}\)\]

3$\fbox{\blue\Bigint_a^b\fr{dx}{x^2+16}\ =\ \fr14\[\rm{Arctan}\(\fr{b}{4}\)-\rm{Arctan}\(\fr{a}{4}\)\]

(et là on voit qu'on peut prendre a et b réels négatifs, ça change rien)

Posté par
JJa
re : Changement de variable dans le calcul d'intégrale 24-10-09 à 14:06

Bonjour Matthy,

Première erreur : << t = x² donc dt = 2x >> est faux. C'est : dt = 2x*dx
donc dx = 2x/dt = 2*(racine carrée de t)*dt
Seconde erreur : tu as remplacé dx par dt, ce qui est faux puisqu'ils ne sont pas égaux.
Donc, en tenant compte de tout, le changement de variable remplace dx/(x²+16) par :
2*(racine carrée de t)*dt/(t+16)
Remarque : ceci pour x>0. Pour le moment, oublions le cas x<0 car ce n'est pas l'essentiel du problème de compréhension qui a été posé.

Posté par
JJa
re : Changement de variable dans le calcul d'intégrale 24-10-09 à 14:11

Excuses, je me suis emmêlé. Reprenons :

Première erreur : << t = x² donc dt = 2x >> est faux. C'est : dt = 2x*dx
donc dx = dt/(2x) = dt/(2*racine carrée de t)
Seconde erreur : tu as remplacé dx par dt, ce qui est faux puisqu'ils ne sont pas égaux.
Donc, en tenant compte de tout, le changement de variable remplace dx/(x²+16) par :
dt/(2*(racine carrée de t)*(t+16))
Remarque : ceci pour x>0. Pour le moment, oublions le cas x<0 car ce n'est pas l'essentiel du problème de compréhension qui a été posé.

Posté par
gui_tou
re : Changement de variable dans le calcul d'intégrale 24-10-09 à 14:12

Bonjour JJa !

Posté par
JJa
re : Changement de variable dans le calcul d'intégrale 24-10-09 à 14:17

Bonjour gui_tou !
Bien sûr, tu as raison : ce n'est pas une bonne idée de faire le changement t=x² dans le cas de cette intégrale. Tu as bien fait d'expliciter la bonne méthode.
Mais je crois que Matthy cherchais surtout à comprendre le principe du changement de variable.

Posté par
Matthy
re : Changement de variable dans le calcul d'intégrale 24-10-09 à 14:37

Oui c'était plutôt ça mais grace à vos explications j'ai déjà un peu mieux compris !
Merci beaucoup

Posté par
Matthy
re : Changement de variable dans le calcul d'intégrale 24-10-09 à 14:48

Alors alors moi je chercher et je cherche encore !

Voici une autre intégrale, j'ai essayé de la résoudre suivant vos conseils :

ex / 1 + e2x dx

J'ai posé t = ex, Donc x = ln(t) et dx = dt / t

D'ou ex / 1 + e2x dx = (t / 1 + t2)(1 / t) dt = 1 / 1 + t2 = Arctan(t) = Arctan(ex)

Ai-je bien résonné ? =S

Posté par
gui_tou
re : Changement de variable dans le calcul d'intégrale 24-10-09 à 14:53

Ding Dong .. ce sont les cloches qui résonnent

Oui, tu as bien raisonné

Posté par
Matthy
re : Changement de variable dans le calcul d'intégrale 24-10-09 à 14:54

Mon intégrale est juste ? =D

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Changement de variable dans le calcul d'intégrale 24-10-09 à 14:57

En posant t = e^x

--> dt = e^x dx

Et donc S e^x/(1+e^(2x)) dx = S 1/(1+t²) dt

= arctan(t) = arctan(e^x)

F(x) = arctan(e^x) est UNE primitive de f(x) = e^x/(1+e^(2x))
-----
Sauf distraction.  

Posté par
Matthy
re : Changement de variable dans le calcul d'intégrale 24-10-09 à 15:02

Merci beaucoup j'en ai au moins réussi une



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1675 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !