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Niveau Maths sup
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Calcul de primitives

Posté par marie1788 (invité) 18-04-07 à 11:20

bonjour ,

je cherche une primitive de 1/(cos x)^3  et de     x^3/(x^2-1)
par intégration par parties cela ne donne rien, faudrait il passer par un changement de variable?


merci

Posté par
Rouliane
re : Calcul de primitives 18-04-07 à 11:24

Bonjour,

Utilise la règle de Bioche pour la première

Posté par marie1788 (invité)re : Calcul de primitives 18-04-07 à 12:12

merci, seulement on n'a pas encore vu cette règle, mais je viens de regarder dans un livre , et dans le cas de 1/(cos x)^3  on devrait faire un changemnt de variable tel que t= sin x
or on sait que (cosx)^2= 1-(sinx)^2= 1-t^2
seulement je ne sais pas comment remplacer cos x, par sin(pi/2 - x) peut être? j'ai un autre probème pour dx comment fait on pour effectuer le changement de variable aussi?

Posté par
mikayaou
re : Calcul de primitives 18-04-07 à 12:19

bonjour marie

x^3 = x(x²-1+1)

x^3/(x²-1) = x + x/(x²-1)

ça devrait être beaucoup plus facile

salut Nicoco !

Posté par marie1788 (invité)re : Calcul de primitives 18-04-07 à 13:00

merci, en effet cela permet de "primitiver" la deuxième mais pour la première primitive est il possible de faire avec le changement de variable proposé?

Posté par
Rouliane
re : Calcul de primitives 18-04-07 à 13:01

Salut Mikayaou

Marie, ton changement de variable est le bon

Posté par marie1788 (invité)re : Calcul de primitives 18-04-07 à 13:07

ok mais  pour dx comment fait on pour effectuer le changement de variable aussi? et pour remplacer (cos x)^3 peut écrire:
(cosx)^3= (1 - (sinx)^2 ) * sin(pi/2 -x)  ?

Posté par
Rouliane
re : Calcul de primitives 18-04-07 à 13:20

si on pose t=sin(x), on a dt=cos(x)dx.
Il faut donc faire apparaitre du dt ( c'est à dire cos(x)dx ) dans l'intégrale.

On a donc 3$ \Bigint \frac{dx}{cos^3(x)} = \Bigint \frac{cos(x)dx}{cos^4(x)}

Je te laisse poursuivre

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Calcul de primitives 18-04-07 à 13:40

dx/cos³(x)

Poser sin(x) = t
--> cos(x) dx = dt

dx/cos³(x) = [cos(x)/cos^4(x)] dx = [cos(x)/(1-sin²(x))²] dx = [1/(1-t²)²] dt
----
[1/(1-t²)²] = A/(1-t) + B/(1+t) + C/(1-t)² + D/(1+t)²
[1/(1-t²)²] = [A(1-t)(1+t)² + B(1+t)(1-t)² + C(1+t)² + D(1-t)²]/(1-t²)²
1 = A(1-t)(1+t)² + B(1+t)(1-t)² + C(1+t)² + D(1-t)²
1 = A(1-t)(1+2t+t²) + B(1+t)(1-2t+t²) + C(1+2t+t²) + D(1-2t+t²)
1 = A(1+2t+t²-t-2t²-t³) + B(1-2t+t²+t-2t²+t³) + C(1+2t+t²) + D(1-2t+t²)
1 = t³(B-A) + t²(-A-B+C+D) + t(A-B+2C-2D) + A+B+C+D

--> le système:
B-A=0
-A-B+C+D=0
A-B+2C-2D=0
A+B+C+D=1

qui resolu donne: A=B=C=D=1/4
-->

[1/(1-t²)²] =  (1/4).[1/(1-t) + 1/(1+t) + 1/(1-t)² + 1/(1+t)²]

S [1/(1-t²)²] dt = (1/4).[ln|(1+t)/(1-t)| + 1/(1-t) - 1/(1+t)]

S [1/(1-t²)²] dt = (1/4).[ln|(1+t)/(1-t)| + (1+t-1+t)/(1-t²) ]

S [1/(1-t²)²] dt = (1/4).ln|(1+t)/(1-t)| + (1/2).t/(1-t²)

S (1/cos³(x)) dx = (1/4).ln|(1+sin(x))/(1-sin(x))| + (1/2)sin(x)/cos²(x)
-----
Sauf distraction.  

Posté par marie1788 (invité)re : Calcul de primitives 18-04-07 à 15:13

merci J-P

j'ai un problème avec l'intégrale de
x((1-x)/(1+x))^0.5, je l'ai mise sous la forme de
x(1-x)(1-x^2)^-0.5  

est ce utile de mettre l'intégrale sous cette forme car après par partie cela ne donne rien?

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Calcul de primitives 18-04-07 à 16:12

x((1-x)/(1+x))^0.5

Poser (1-x)/(1+x) = t²

2/(1+x) = t²+1
1+x = 2/(t²+1)
dx = -4t/(t²+1)² dt

x = 2/(t²+1) - 1
x = (2-t²-1)/(t²+1)
x = (1-t²)/(1+t²)

x((1-x)/(1+x))^0.5 dx = [(1-t²)/(1+t²)].t.(-4t/(t²+1)²) dt

x((1-x)/(1+x))^0.5 dx = -4[t².(1-t²)/(1+t²)³] dt

Poser t = tg(u)
dt = du/cos²(u)
1+t² = 1/cos²(u)
1-t² = (cos²(u) - sin²(u))/cos²(u)

[t².(1-t²)/(1+t²)³] dt = (sin²(u)/cos²(u))*[(cos²(u) - sin²(u))/cos²(u)]*cos^6(u)* du/cos²(u)
[t².(1-t²)/(1+t²)³] dt = (sin²(u))*[(cos²(u) - sin²(u))] du
[t².(1-t²)/(1+t²)³] dt = (1/2).(1-cos(2u))*cos(2u) du
[t².(1-t²)/(1+t²)³] dt = (1/2).(cos(2u)-cos²(2u)) du
[t².(1-t²)/(1+t²)³] dt = (1/2).cos(2u) - (1/4).(1 + cos(4u)) du
---

x((1-x)/(1+x))^0.5 dx = -2.cos(2u) du + du + cos(4u) du

Avec x = (1-tg²(u))/(1+tg²(u))

S x((1-x)/(1+x))^0.5 dx = -sin(2u) + u + (1/4).sin(4u)
Avec u = arctg(V(1-x)/(1+x))

On peut évidemment triturer le résultat pour en simplifier l'écriture.
-----
Sauf distraction.  



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