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Determiner primitives

Posté par
Jeff1703
16-06-19 à 14:17

Bonjour,

Voici l'exercice à réalisé :

Soit f la fonction, définie sur l'intervalle I = R (-2 ; 2) par f(x) = (3x^2+4) / (x^2-4)^3, et F une primitive quelconque de f sur I.
1. Déterminer deux réels a et b tels que, pour tout réel x distinct de -2 et de 2 :
f(x) = a / (x-2)^3 + b / (x+2)^3
2. En déduire une primitive de f sur I = R (-2;2)

Dès la première question, je comprends bien que je dois par le biais d'une identification déduire un système  pour determiner les reels a et b mais je bloque à ce niveau :

(3x^2+4)/ (x^2-4)^3 = a(x+2) / (x^2-4)^3 + b (x-2) / (x^2-4)^3

Pouvez vous m'aiguiller ?

Merci bien

Posté par
Raptor
re : Determiner primitives 16-06-19 à 14:26

Bonjour,

Prends 2 valeurs particuliéres f(1) et f(-1) et tu auras un systéme.

Posté par
Jeff1703
re : Determiner primitives 16-06-19 à 14:47

Apres avoir développer au numérateur, la deuxième fraction ?

Posté par
hekla
re : Determiner primitives 16-06-19 à 14:56

Bonjour

\dfrac{3x^2+4}{(x^2-4)^3}=\dfrac{3x^2+4}{(x-2)^3(x+2)^3}

\dfrac{a}{(x-2)^3}+\dfrac{b}{(x+2)^3}

le dénominateur commun est (x-2)^3(x+2)^3

donc

\dfrac{a}{(x-2)^3}+\dfrac{b}{(x+2)^3}=\dfrac{a(x+2)^3}{(x^2-4)^3}+\dfrac{b(x-2)^3}{(x^2-4)^3}

développez  et  identifiez

rappel (a+b)^3=a^3+3a^2b+3ab^2+b^3

Posté par
Jeff1703
re : Determiner primitives 16-06-19 à 15:35

Bonjour

Merci  de votre réponse.

Ceci dit, en développant, je trouve :
3x^2+4 = ax^3+a6x^2+12a+8+bx^3 - b6x^2+12b-8

Cela ne permet pas d'identifier le coefficient du polynôme de gauche (ou alors mon calcul ne doit pas être bon...)

Posté par
Pirho
re : Determiner primitives 16-06-19 à 15:37

Bonjour,

autre piste

{3x^2+4=a(x+2)^3+b(x-2)^3}

ensuite faire x=2 d'où a=...

et x=-2 d'où b=...

Posté par
hekla
re : Determiner primitives 16-06-19 à 15:49

il faut réduire le polynôme

(a+b)x^3+6(a-b)x^2+12(a+b)x+8(a-b)

vous avez oublié de multiplier les termes constants

Posté par
Jeff1703
re : Determiner primitives 17-06-19 à 02:17

L'énoncé précise bien que x doit être distinct de -2 et 2 ...

Vous me confirmez que je dois trouver pour l'identification une égalité entre les deux polynôme et donc développer 3x^2 +4  

Posté par
hekla
re : Determiner primitives 17-06-19 à 12:13

on ne considère que les  numérateurs  ce sont des polynômes qui sont définis sur  \R
on peut donc étudier ce qui se passe pour -2 et  2
Il n'y a pas à développer  vous remplacez x par 2 et vous calculez

3\times 2^2+4=a(2+2)^3+b(2-2)^3

dans la méthode que je proposais en identifiant on obtient

\begin{cases} a+b=0\\ 6(a-b)=3\\12(a+b)=0 \\8(a-b)=4\end{cases}

ce qui revient à  \begin{cases}a+b=0\\a-b=\dfrac{1}{2}\end{cases}

Posté par
Jeff1703
re : Determiner primitives 18-06-19 à 13:56

Merci

Mais comment determiner  le reel a et le reel b  séparément après identification ?

En remplaçant x par 2 puis par -2 je trouve a = 1/4 et b = 1/8

Posté par
hekla
re : Determiner primitives 18-06-19 à 16:46

il doit y avoir une erreur car b=-a

c'est un système 2\times 2 vu en seconde

par addition 2a=\dfrac{1}{2} donc a=\dfrac{1}{4}  cette réponse est correcte

en soustrayant les deux lignes b=-\dfrac{1}{4}


en remplaçant par -2

3\times (-2)^2+4=a(-2+2)^3+b(-2-2)^3

16=-64b d'où la réponse

Posté par
Jeff1703
re : Determiner primitives 18-06-19 à 17:50

Ah oui effectivement je me suis trompé dans le calcul de b. Merci

Je déduis une primitive F(x) : 4((x/4)-16) - 4((x/4)+16) + c
Est-ce juste ?

Posté par
hekla
re : Determiner primitives 18-06-19 à 18:34

f(x)=\dfrac{1}{4}\times \dfrac{1}{(x-2)^3}-\dfrac{1}{4}\times \dfrac{1}{(x+2)^3}

\dfrac{1}{(x-2)^3} = 1\times (x-2)^{-3}

si l'on pose u(x)=x-2  alors  c'est de la forme  u'u^n avec  n=-3

donc une primitive est \dfrac{1}{n+1}u^{n+1}

appliquez

Posté par
Jeff1703
re : Determiner primitives 18-06-19 à 19:15

F(x) = - 1/2 (x-2)^-2 + 1/2 (x+2)^-2 ?

Posté par
hekla
re : Determiner primitives 18-06-19 à 19:32

Il ne faut pas oublier les constantes

F(x)=-\dfrac{1}{8}\times \dfrac{1}{(x-2)^2}+\dfrac{1}{8}\times \dfrac{1}{(x+2)^2}+C

Posté par
Jeff1703
re : Determiner primitives 18-06-19 à 19:38

Oui autant pour moi !

Je vous remercie d'avoir pris le temps de m'éclairer.

Au plaisir

Posté par
hekla
re : Determiner primitives 18-06-19 à 19:42

Ce sont des questions fréquentes  avec une puissance 1 au lieu de 3 vous récupérez des ln
de rien



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