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Niveau Maths sup
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Classer des intégrales

Posté par
MPSI
01-11-08 à 11:22

Bonjour,
je me permet de créer un nouveau topic puisque l'autre traitait plusieurs questions en même temps. Là ça sera plus clair.

J'ai le même problème que Laetitia
On a :

I(x)=(de 0 à x) ( (tet)/(1+t²)² )dt
K(x)=(de 1 à x) ( (et)/(t3) )dt
L(x)=(de 1 à x) ( (et)/(t4) )dt

Et pour x1, nous devons placer I(x), K(x) et L(x) les uns par rapport aux autres.

Je ne vois vraiment pas comment faire.

Gui-tou nous a fait les courbes (encore merci de nous avoir autant aidé):

Classer des intégrales

Posté par
lyonnais
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 12:25

Salut

Pour les courbes, j'ai plutôt :

Classer des intégrales

En bleu : I(x)     En rouge : K(x)    En vert :  J(x) = L(x)

Posté par
lyonnais
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 12:29

Bon bah en fait c'est bon

je n'avais pas vu que c'était l'intégrale de 0 à x (et pas de 1 à x) pour I(x)

J'ai

Classer des intégrales

Je regarde ...

Posté par
lyonnais
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 12:34

Déjà on a :

pour x > 1, J(x) < K(x)   (les inégalités sont larges)

Je regarde comment placer I

Posté par
lyonnais
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 12:44

Tu es sur de ton I(x), parce que ça me paraît mal parti, si on fait un zoom, on remarque que la courbe de I passe en dessous de celle de J !

Classer des intégrales

Posté par
MPSI
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 12:46

Merci.
Peut être qu'on peut utiliser ma question précédente.

F(x)= f(x) -1 + 2I(x)

avec f(t) = et/(1+t²)
et F(x) = (de 0 à x) f(t)dt

Parce qu'en fait cette question (ou on doit trouver comment classer les intégrales), c'est une question intermédiaire qui va me permettre de tracer l'allure de la courbe de F(x)

Posté par
MPSI
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 12:48

Oui je suis sure de ma fonction I

Posté par
MPSI
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 12:51

Il n'y a pas de J en fait la fonction c'est L mais ce n'est qu'un détail et ma fonction I est bien celle que j'ai donné.

Posté par
lyonnais
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 12:52

J'imagines que tu as trouvée cette relation en faisant une intégration par partie :

u'(t) = 2t/(1+t)²  et  v(t) = exp(t)/2

\Large{I(x)=\Bigint_{0}^{x} \frac{te^t}{(1+t^2)^2}dt = [\frac{-e^t}{2(1+t^2)}]_{0}^x + \frac{1}{2}\Bigint_{0}^{x} \frac{e^t}{1+t^2} dt

Je regarde si ça peut aider ...

Posté par
MPSI
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 12:55

J'ai pri u(t) = et et v't)=t/(1+t²)²

Posté par
MPSI
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 12:57

(ce qui revient au même)

Posté par
Laeti69
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 12:59

Bonjour,
moi aussi je bloque toujours à cette question

Posté par
lyonnais
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 13:17

J'ai réussi à montrer que (aux erreurs de calcul près) :

\Large{J(x) = [-\frac{e^{\sqrt{u^2+1}}}{3.(u^2+1)^{3/2}}]_{0}^{\sqrt{x^2-1}} + \frac{1}{3}\Bigint_{0}^{\sqrt{x^2-1}} \frac{u.e^{\sqrt{u^2+1}}}{(u^2+1)^2}du

Je pense que ça peut nous aider

Posté par
lyonnais
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 13:24

Pour arriver à ça, poser :

t² = u²+1 dans J(x) et faire une intégration par partie en intégrant 2u/(1+u²)3/2

Et en effet, j'ai bien fait une faute de calcul, le résultat est plutôt :

\Large{J(x) = [-\frac{e^{\sqrt{u^2+1}}}{(u^2+1)^{3/2}}]_{0}^{\sqrt{x^2-1}} + \Bigint_{0}^{\sqrt{x^2-1}} \frac{u.e^{\sqrt{u^2+1}}}{(u^2+1)^2}du

On peut alors comparer le dernier terme avec I(x) assez facilement.

je pense que l'on tient le bon bout

Posté par
Laeti69
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 13:37

I est d'abord entre L (ou J)et K puis inférieure à J et K puis entre J et K puis encore en dessous de J et K.

C'est un peu dur ^^ je ne vois pas comment on peut comparer alors qu'elles n'ont pas les mêmes bornes

Posté par
MPSI
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 14:02

Tant pis moi je suis passé aux suivantes.  D'ailleurs je bloque (encore!) pour une question.

Avec une intégration par parties soigneusement justifiée, montrez que K(x)-3L(x) est négligeable devant (e^(x))/(x²) lorsque x tend vers +.

Je sais que par exemple f est négligeable devant g au voisinage de + si lim (f(x)/g(x))=0 quand x tend vers +.
Est-ce que je dois utiliser ceci? Parce qu'on ne connait pas l'expression des fonctions L et K. Et quelle intégraion par partie puis-je utiliser?

Posté par
gui_tou
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 15:12

Salut à tous

Romain, pas fastoche à caser I hein ?

Citation :
La fonction 3$f est dite négligeable devant 3$g au voisinage de 3$a, ss'il existe une fonction 3$\epsilon de limite nulle en 3$ a, telle que 3$f=\epsilon g.


Pour montrer que K(x)-3L(x) est négligeable devant (e^(x))/(x²), je ne sais plus exactement la marche à suivre, mais je sais que c'est long et fastidieux

Posté par
Laeti69
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 16:25

Je viens (enfin!) de trouver que K(x)-3L(x) = (ex/x3) -e1

Donc ensuite je fais le quotient de mon résultat sur ex/x² quand x tend vers 0

Posté par
Laeti69
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 16:36

J'ai une forme indéterminée que je n'arrive pas à résoudre.

Je dois donc trouver que la limite de (ex-x3e1)/(xex) a une limite égale à 0 quand x tend vers +.

J'ai essayer de transformer la fonction j'obtiens 1/x-x²e-x+1 et là encore FI.
Quelqu'un voit-il comment trouver la limite?

Posté par
Laeti69
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 16:41

Je viens de trouver, merci quand même, juste un petit changement de variable à faire

Posté par
Laeti69
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 16:53

Donc je viens de montrer que L(x) est négligeable devant ex/x² quand x tend vers +.

Mais comment je peux trouver que L(x) est négligeable devant ex/x² quand x tend vers +?

Posté par
Laeti69
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 16:54

Je viens de montre que K(x)-3L(x) est négligeable... erreur de ma part désolé

Posté par
gui_tou
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 21:25

Bien joué alors !

Posté par
Laeti69
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 22:36

Vous n'avez pas une idée de comment montrer que L(x) est négligeable devant ex/x²?

Posté par
Laeti69
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 22:59

Je pense avoir trouvé!

Posté par
Laeti69
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 23:11

non je n'ai pas trouvé personne ne peut m'aider?

Posté par
Laeti69
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 23:24

Est-ce qu'on peut trouver une primitive de 1/t4 ?

Posté par
gui_tou
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 23:25

oui, -1/(3t3)

Posté par
Epicurien
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 23:25

Oui! u'/u^4  il me semble

Posté par
Epicurien
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 23:26

roh grillé par guigui , ok j'ai compris , je suis de trop ...

Posté par
gui_tou
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 23:27

tu comprends vite :)

Posté par
Laeti69
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 23:27

Merci beaucoup, là je pense que j'y suis à la réponse!

Posté par
Epicurien
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 23:28

ok, je m'en vais :)

Posté par
Laeti69
re : Classer des intégrales 01-11-08 à 23:30

Ra ben non j'ai toujours pas trouvé

Posté par
Laeti69
re : Classer des intégrales 02-11-08 à 00:14

Bon ben je pense que mon exercice est un cas désespéré ^^ (et moi également). J'vais arrêter de chercher, j'abandonne ^^

Par contre "MPSI" si tu arrives à avancer un peu n'hésites pas à en parler sur le forum.

Bonne soirée

Posté par
Laeti69
re : Classer des intégrales 03-11-08 à 00:10

Je viens de réussir à montrer que L(x) est négligeable devant (ex)/(x²) lorsque x tend vers +.

(J'avais également montrer que K(x)-3L(x) est négligeable devant  (ex)/(x²) lorsque x tend vers +.)

(F(x)=f(x)-1+2I(x))


Quelqu'un a une idée pour la question suivante:
En déduire un équivalent simple de F(x) lorsque x tend vers +



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