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Niveau école ingénieur
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Exo intégrales

Posté par
Matheuxx
28-10-08 à 11:49

Bonjour à tous,
J'ai un exercice sur les intégrales qui me pose un certain nombre de problèmes...

Soit f(x)=[intégrale entre 0 et pi/2 de..](dt/(1+xsint))

Montrer les égalités suivantes :

f(x)=(arccos x)/(sqrt(1-x²))   pour -1<x<1

f(x)=(ln(x+sqrt(x²-1)))/(sqrt(x²-1))   pour x supérieur à 1

Merci de votre aide.

Matheuxx

Posté par
raymond Correcteur
re : Exo intégrales 29-10-08 à 02:45

Bonjour.

Posons u = tan(3$\textrm\fra{t}{2})

Alors :

3$\textrm sint = \fra{2u}{1+u^2} \ et \ dt = \fra{2du}{1+u^2}

L'intégrale devient :

3$\textrm f(x) = \Bigint_0^1\fra{du}{u^2+2xu+1}

Le dénominateur u² + 2xu + 1 s'écrit aussi : (u + x)² - (x² - 1)

1°) Si |x| > 1

Alors, x² - 1 > 0 et : 2$\textrm (u+x)^2 - (x^2-1) = (u+x+\sqrt{x^2-1})(u+x-\sqrt{x^2-1)}

En décomposant en éléments simples :

3$\textrm \fra{1}{(u+x+\sqrt{x^2-1})(u+x-\sqrt{x^2-1)}} = \fra{-\fra{1}{2\sqrt{x^2-1}}}{u+x+\sqrt{x^2-1}}+\fra{\fra{1}{2\sqrt{x^2-1}}}{u+x-\sqrt{x^2-1}}

Il ne reste qu'à intégrer en deux logarithmes.

2°) Si |x| < 1

Alors, 1 - x² > 0 et l'on a alors (u + x)² + (1 - x²) du type : v² + a², avec v = u + x et a = 2$\sqrt{1-x^2}

Dans ce cas une intégration classique en Arctangente donne la réponse.

3°) Si |x| = 1

Alors, on étudie séparément les cas x = 1 et x = -1 ...



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