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Niveau Maths sup
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encadrement d'integrale

Posté par
Marina62
04-05-09 à 20:43

bonjour
j'aurais besoin de votre aide pour un exercice s'il vous plaît

On pose f(x) = 1/ln(t) dt de x à 2x

f(x) croissante sur ]1;+[
prouver que pour tout x>1 on a x/ln(2x)f(x)x/ln(x)

j'ai tenté en posant f(x)/x mais je n'arrive aps à retrouver l'inégalité demandée

Posté par
imaginaire
re : encadrement d'integrale 04-05-09 à 20:50

Tu peux toujours prendre chaque membre a part
ie Mq x/ln(2x)-f(x) =< 0 et f(x)-x/ln(x) =<0

Posté par
dagwa
re : encadrement d'integrale 04-05-09 à 20:50

Bonsoir Marina62,

on a lnx<ln(t)<ln(2x) pour 0<x<t<2x d'où \frac{1}{ln(2x)}<\frac{1}{lnt}<\frac{1}{lnx}. Il vient \int_x^{2x}...

Posté par
Marina62
re : encadrement d'integrale 04-05-09 à 20:53

Aprés on a 1/ln(2X) f(x) 1/ln(x) mais comment m'en sortir alors que j'ai un x au numérateur?

Posté par
dagwa
re : encadrement d'integrale 04-05-09 à 20:56

Il faut penser que l'on intègre par rapport à t donc \int_x^{2x}\frac{dt}{lnx}=[\frac{t}{lnx}]_x^{2x}=\frac{x}{lnx}.

Posté par
Marina62
re : encadrement d'integrale 04-05-09 à 21:03

Ok je vous remercie beaucoup j'ai retrouvé mon encadrement.
on me demande ensuite d'évaluer la  limite de f(x) par le théorème des gendarmes je trouves Lim f(x) = + en +

Mais on me demande maintenant l'étude de la branche infinie
D'après mon cour je devrais évaluer la limite de y/x donc de f(x)/x c'est bien çà?

Posté par
dagwa
re : encadrement d'integrale 04-05-09 à 21:28

C'est cela et en utilisant le théorème susdit on a \frac{1}{ln(2x)}<\frac{f(x)}{x}<\frac{1}{lnx} donc \frac{f(x)}{x}\longrightarrow_{x\rightarrow +\infty} 0. Cela signifie que l'on a une branche parabolique horizontale.

Posté par
Marina62
re : encadrement d'integrale 04-05-09 à 21:31

Merci c'est ce que j'avais trouvé.

Encore une petite question,

on me donne une fonction g définie sur ]0;1[U]1;+[ par g(t)=1/ln(t) - 1/(t-1) et par g(1)=a
et on me demande de montrer que l'on peut choisir a pour que g soit continue sur ]0;+[

Posté par
dagwa
re : encadrement d'integrale 04-05-09 à 21:42

Avec les DL on a en prenant t=1-x g(t)=\frac{1}{lnt}-\frac{1}{t-1}=\frac{1}{ln(1-x)}+\frac{1}{x}=\frac{1}{x-x^2/2+o(x^2)}+\frac{1}{x}=\frac{1}{x}\frac{1}{1-x/2+o(x)}+\frac{1}{x}=\frac{1}{x}(1+x/2+o(x))+\frac{1}{x}=1/2+o(1)\longrightarrow_{x\rightarrow 0}1/2. Ainsi a=1/2.

Posté par
dagwa
re : encadrement d'integrale 04-05-09 à 21:48

J'ai commis une erreur on a -ln(1-x)=x+x²/2+o(x²). Donc \frac{1}{ln(1-x)}+\frac{1}{x}=\frac{-1}{x+x^2/2+o(x^2)}+\frac{1}{x}=\frac{-1}{x}\frac{1}{1+x/2+o(x)}+\frac{1}{x}=\frac{-1}{x}(1-x/2+o(x))+\frac{1}{x}=1/2+o(1)\longrightarrow_{x\rightarrow 0} 1/2.

Posté par
Marina62
re : encadrement d'integrale 04-05-09 à 21:48

pour passer de la quatrième à la cinquième égalité, vous avez de nouveau appliquer les DL pour une fonction du type
1/(1+X) ou X= x/2 ?

Posté par
Marina62
re : encadrement d'integrale 04-05-09 à 21:52

J'aimerai savoir , appliquer les Dl à cette fonction me permet vraiment d'affirmer qu'elle sera continue en 1 ?

Posté par
dagwa
re : encadrement d'integrale 04-05-09 à 21:59

J'ai utilisé le fait que \frac{1}{1+u}=1-u+o(u) avec u=x/2+o(x).

On a l'égalité -ln(1-x)=x+x²/2+o(x²) pour -1<x<1. On peut donc utiliser l'une des deux écritures.

Posté par
Marina62
re : encadrement d'integrale 04-05-09 à 22:01

Merci je comprends le calcul mais pas le raisonnement qui permet d'affirmer que grace aux DL ma fonction sera continue sur ]0;+[ C'est un résultat de cours?

Posté par
dagwa
re : encadrement d'integrale 04-05-09 à 22:05

En prenant a=1/2 on a g(t)-g(1)\longrightarrow_{t\rightarrow 1} 0 ce qui est bien la définition de la continuité en remplaçant 1 par t0.

Posté par
Marina62
re : encadrement d'integrale 04-05-09 à 22:18

ENcore une question

Maintenant on me demande de prouver que els limites suivantes existent et sont finies

lim g(t)dt de x à 2x quand x1/2 et limg(t)dt de x à 2x quand x1

en em servant d'une primitive G de g sur ]0;+[
Dois je me limiter à montrer que ces deux fonctions intégrales sont bornées?

Posté par
Marina62
re : encadrement d'integrale 04-05-09 à 22:47

aidez moi s'il vous plaît

Posté par
dagwa
re : encadrement d'integrale 05-05-09 à 07:52

Pour les deux intégrales g est continue sur un compact donc ellle est bornée d'où l'intégrabilité.

On peut majorer g par M>0 sur [1/2,2]. Pour la première g<M/2 et pour la seconde g<M.

En utilisant G on a G(2x)-G(x)=\int_x^{2x}g(t)dt. G((1/2)^+), G(1^-) G(1^+)et G(2^-) existent donc les limites existent et sont finies.



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