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calcul intégral

Posté par
barka54
16-02-21 à 19:11

Bonsoir,
Ça fait un bon bout de temps que j'essaye de traiter un exercice, mais je bloque à la première question.
Voici l'énoncé:

On considère les intégrales suivantes:
 I=\int{^{pi/4}_{0} sin^{2}(x)*cos^{4}(x)dx}
et J=\int{^{pi/4}_{0} cos^{2}(x)*sin^{4}(x)dx}.
1) Calculer I+J et I-J.
2) En déduire les valeurs exactes de I et J.


1) →  I+J
J'ai commencé d'abord par transformer sin²xcos⁴x+cos²xsin⁴x pour ressortir des formes simples des primitives notamment U'*Uⁿ... mais je n'y parviens pas...
sin²xcos⁴x+cos²xsin⁴x=sin²x(cos⁴x+cos²xsin²x) (i)
Sachant que sin²x=(1-cos2x)/2;
cos²xsin²x=¼sin²(2x)
et cos⁴x=¼(1+cos2x)² , j'essaye de les remplacer dans l'égalité (i) pour linéariser les puissances de 2 et 4 mais hélas...

Posté par
Zormuche
re : calcul intégral 16-02-21 à 19:22

Bonjour

une factorisation de  sin^4(x)cos^2(x)+cos^4(x)sin^2(x)  pourrait résoudre bien des problèmes

Posté par
barka54
re : calcul intégral 16-02-21 à 19:24

Sous quelle forme dois-je factoriser?

Posté par
Zormuche
re : calcul intégral 16-02-21 à 19:32

c'est une somme de deux choses : trouve le facteur commun le plus grand aux deux choses

Posté par
barka54
re : calcul intégral 16-02-21 à 19:37

sin²xcos⁴x+cos²xsin⁴x
un facteur commun est sin²x même cos²x
=> sin²xcos⁴x+cos²xsin⁴x=cos²x(sin⁴x+sin²xcos²x)

Posté par
Zormuche
re : calcul intégral 16-02-21 à 21:08

Et sin2(x)*cos2(x) ? Ce n'est pas un facteur commun ?

Posté par
barka54
re : calcul intégral 16-02-21 à 21:21

si, c'est un facteur commun aussi:
sin²xcos⁴x+cos²xsin⁴x=sin²xcos²x(sin²x+sin²x)=sin²xcos²x

Posté par
barka54
re : calcul intégral 16-02-21 à 21:54

je voudrais écrire:
sin²xcos⁴x+cos²xsin⁴x=sin²xcos²x
(cos²x+sin²x)=sin²xcos²x
=½(1+cos2x)½(1-cos2x)
=¼(1-cos²(2x))
=¼-⅛(1+cos4x)
=⅛-⅛cos4x=I+J

Posté par
matheuxmatou
re : calcul intégral 16-02-21 à 21:59

bonsoir

barka54 @ 16-02-2021 à 21:54

je voudrais écrire:
sin²xcos⁴x+cos²xsin⁴x=sin²xcos²x
(cos²x+sin²x)=sin²xcos²x    certainement pas !

Posté par
matheuxmatou
re : calcul intégral 16-02-21 à 22:00

et sin²(x)cos²(x) = (sin(x)cos(x))² = sin²(2x) / 4

Posté par
matheuxmatou
re : calcul intégral 16-02-21 à 22:02

donc effectivement

sin²(x)cos²(x) =(1-cos(4x))/8

maintenant calcule l'intégrale I+J

Posté par
barka54
re : calcul intégral 16-02-21 à 22:09

Une primitive de (1-cos(4x))/8 est
⅛x-(sin(4x))/32
=> I+J=(⅛*π/4-0)-(0-0)=π/32

Posté par
matheuxmatou
re : calcul intégral 16-02-21 à 22:13

exact

Posté par
barka54
re : calcul intégral 16-02-21 à 22:58


calcul de I-J
je cherche d'abord une primitive de:
sin²xcos²x(cos²x-sin²x)
=(⅛-⅛cos4x)(cos2x)
=(cos(2x))/32 -(cos6x)/32+⅛cos(2x)*sin²(2x)

Une primitive est x→(sin2x)/64-(sin6x)/192+(sin³(2x))/24.

Donc I-J=1/16

Posté par
matheuxmatou
re : calcul intégral 16-02-21 à 23:00

sin²xcos²x(cos²x-sin²x)  = sin²(2x) cos(2x) / 4

permet de primitiver beaucoup plus simplement

Posté par
matheuxmatou
re : calcul intégral 16-02-21 à 23:06

et donc je ne suis pas d'accord avec ton résultat

Posté par
barka54
re : calcul intégral 16-02-21 à 23:39

Oui c'est vraiment plus simple par là
une primitive de sin²(2x)cos(2x)/4
est x→(sin³2x)/12
Donc I-J=1/12

Posté par
Pirho
re : calcul intégral 17-02-21 à 07:11

Bonjour,

en attendant le retour des répondants, ton dénominateur est faux

Posté par
matheuxmatou
re : calcul intégral 17-02-21 à 11:13

absolument !

Posté par
barka54
re : calcul intégral 22-02-21 à 06:21

jusque là je ne vois pas cette erreur

Posté par
Pirho
re : calcul intégral 22-02-21 à 06:26

dérive (sin³2x)/12 et tu verras où est ton erreur

Posté par
barka54
re : calcul intégral 22-02-21 à 17:34

Oh je vois, il parait que j'avais integré par rapport à 2x ...
une primitive de x→sin²(2x)cos(2x)/4 serait plutôt  x→(sin³2x)/24
soit I-J=1/24

Posté par
matheuxmatou
re : calcul intégral 22-02-21 à 17:40

oui

Posté par
barka54
re : calcul intégral 22-02-21 à 17:56

Q2:
Il me reste donc à résoudre le système de deux équations pour trouver les valeurs de I et J .

Merci beaucoup à vous!

Posté par
matheuxmatou
re : calcul intégral 22-02-21 à 18:00

pas de quoi

Posté par
Pirho
re : calcul intégral 22-02-21 à 18:27

de rien pour si peu



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