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Niveau Licence Maths 1e ann
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nature de l'integrale

Posté par
freddou06
25-10-08 à 22:25

bonjour
je cherche la nature de l'integrale suivante:

\int_0^{\infty} \frac{dx}{x^2-1} ,

la fonction \frac{1}{x^2-1} est localement integrable sur les intervalle [0,1[ et ]1,+00[.

on a un probleme en 1 et en l'infini..

j'arrive pas a poursuivre merci de votre aide!

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : nature de l'integrale 25-10-08 à 22:28

Bonjour,

En +oo, elle est en 1/x² donc intégrable.
En +1, elle est en 1/(x-1) donc non intégrable.
C'est mon sentiment.
Démonstration à rédiger correctement.

Nicolas

Posté par
freddou06
re : nature de l'integrale 25-10-08 à 23:34

ben jai ecris :

\int_0^{\infty}\frac{dx}{x^2-1} = \int_0^{1}\frac{dx}{x^2-1} + \int_1^{\infty}\frac{dx}{x^2-1}

or \int_0^{1}\frac{dx}{x^2-1} diverge et \int_1^{\infty}\frac{dx}{x^2-1} diverge aussi jai donc une somme de deux integrale divergente donc je ne peux conclure...

c'est pour ca que je coprend pas

Posté par
frenicle
re : nature de l'integrale 25-10-08 à 23:41

Bonsoir

Tu sembles faire une analogie avec la forme indéterminée + - .
Mais pour les intégrales, ça n'est pas pareil. Pour que l'intégrale converge, il fait que les deux intégrales (de chaque côté de 1) soient convergentes. Il n'y a pas de "compensation" entre deux intégrales divergentes qui donnerait une intégrale convergente.

Cordialement
Frenicle

Posté par
JJa
re : nature de l'integrale 26-10-08 à 07:36

Bonjour,

autre explication:
Une primitive de 1/(x²-1) est :
y(x) = argth(x) pour -1<x<1
y(x) = argth(1/x) pour x<-1 ou x>1
argth(0) = 0
argth(infini) = 1
argth(-infini) = -1
argth(1) = +infini
argth(-1) = -infini
L'intégrale de 1/(x²-1) entre x=a et x=b est bien définie au sens classique si -1 ou 1 ne se trouve pas entre a et b (si non elle passe par l'infini)
donc l'intégrale entre 0 et +infini n'est pas définie au sens classique puisque +1 est entre les deux bornes.
Toutefois, une généralisation de l'intégration (au sens de Cauchy) permet, dans certaines conditions de définir l'intégrale :
I1 = Somme(pour x=0 à 1-epsilon) de 1/(x²-1) est bien définie au sens classique.
I2 = Somme(pour x=1+epsilon à +infini) de 1/(x²-1) est bien définie au sens classique.
Si I=I1+I2 tend vers une valeur finie pour epsilon tendant vers 0, cette valeur limite défini la valeur de l'intégrale I1 = Somme(pour x=0 à +infini) de 1/(x²-1)
Dans le cas présent, on vérifie que lorsque epsilon tend vers 0, I tend bien vers une valeur limite (qui se trouve être égale à 0)
Donc L'intégrale en question n'est pas convergente au sens classique, mais elle l'est au sens d'intégrale de Cauchy et sa valeur est 0.



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