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Étude intégrale

Posté par
Mohammed911
15-06-22 à 21:55

Bonjour

Je bloque sur un exercice ; le voici

Donner l'ensemble de définition et les variations de la fonction suivante

\int_{2}^{x^2} de sqrt(t) divisé par t-1

Désolé je ne trouvais pas la racine

Merci d'avance

Posté par
carpediem
re : Étude intégrale 15-06-22 à 21:59

salut

et alors ? qu'as-tu fait ?

au moins l'ensemble de définition ?

visiblement il n'y a pas que la racine que tu ne trouves pas ...

voir ici : [lien]

Posté par
Mohammed911
re : Étude intégrale 17-06-22 à 00:05

Bonsoir

Voici la fonction ( je viens d'avoir mon ordi )
f(x) = \int_{2}^{x²}{\frac{\sqrt{t}}{t-1}dt}

L'ensemble de définition est ]0;1[ U ]1, +\infty[
on intègre entre 2 et x², pour étudier les variations de la fonction suivante je dois étudier le signe de la f'(x) mais le x² sur la borne d'intégration me dérange, par exemple si j'avais un x à la place, j'aurais su que sa dérivé et \frac{\sqrt{t}}{t-1}

Cordialement


Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Étude intégrale 17-06-22 à 08:15

Bonjour,
Et si on avait le vrai énoncé sans le raconter ?
L'ensemble de définition est faux.
Par exemple 1/2 pose problème.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Étude intégrale 17-06-22 à 11:01

Pour ce qui est de la dérivée de f, on peut commencer par s'intéresser à la fonction g d'expression

g(x) = \int_{2}^{x}{\frac{\sqrt{t}}{t-1}dt} .

Posté par
Mohammed911
re : Étude intégrale 17-06-22 à 12:03

Bonjour

Il s'agit d'un exercice d'oral centrale sans préparation

Étude intégrale

Posté par
Mohammed911
re : Étude intégrale 17-06-22 à 12:04

Je pense que la fonction est définie pour x\geq 2

Posté par
carpediem
re : Étude intégrale 17-06-22 à 12:09

je ne vois pas en quoi 1/2 pose problème ...

on intègre la fonction h(t) = \dfrac {\sqrt t} {t - 1} sur l'intervalle I = [2, x^2] $ ou $ I = [x^2, 2]

quel est l'ensemble de définition de h ?
que peut-on dire de l'intervalle I ?

conclusion : quel est l'ensemble de définition de f ?

ensuite on pourra passer aux variations de f ...

Posté par
Mohammed911
re : Étude intégrale 17-06-22 à 12:13

Alors on a pour  x>2 g'(x) = \frac{\sqrt{x}}{x-1}
g'(x) est positive sur l'intervalle ainsi j'en déduis que g(x) est croissante sur cet intervalle ?

Posté par
Mohammed911
re : Étude intégrale 17-06-22 à 12:16

Ok merci je vais essayer

Posté par
carpediem
re : Étude intégrale 17-06-22 à 12:16

comment étudier les variations d'une fonction sans savoir précisément où elle existe ...

Posté par
Mohammed911
re : Étude intégrale 17-06-22 à 12:22

Je l'avais dis un peu plus haut

Citation :
]0;1[ U ]1, +\infty[

Posté par
larrech
re : Étude intégrale 17-06-22 à 12:22

Bonjour,

Il me semble qu'il vaut mieux  éviter que 1 soit à l'intérieur ou sur le bord de l'intervalle d'intégration.

Posté par
Mohammed911
re : Étude intégrale 17-06-22 à 12:31

Je trouve que h(t) est décroissante sur l'intervalle que j'ai préciser, entre 0 et 1 ouvert, h(t) est négative et entre 1 ouvert à plus l'infini h(t) est positive  

Posté par
carpediem
re : Étude intégrale 17-06-22 à 12:46

f est la composée de la fonction c (carrée) définie sur R et à valeur dans R+, et de la fonction g (de Sylvieg) définie sur F = [0, 1 [ \cup ]1, +\infty[ : f(x) = g \circ c(x) = g(x^2)

la fonction f est donc définie sur E = \R - \{-1, 1\}

la fonction f n'est-elle pas paire ... par hasard ...

a/ est-elle dérivable sur cet ensemble ?
b/ quelle est sa dérivée ?

Posté par
carpediem
re : Étude intégrale 17-06-22 à 12:47

larrech : pourquoi ?

Posté par
Razes
re : Étude intégrale 17-06-22 à 13:19

Bonjour,

Ton premier énoncé n'a rien à voir avec ce que tu as posté après.

Comme l'as signalé carpediem, la première chose à faire, c'est étudier la parité (très simple). La tu restreint ton domaine.

Pour quelle valeur de x^2 donc de x la fonction sous le signe intégrale est indéfinie?

Pour la dérive, tu as une fonction composée. Tu sais dériver fog

Posté par
larrech
re : Étude intégrale 17-06-22 à 13:56

carpediem  

L'intégrale   \int_2^{1/4} \dfrac{\sqrt{t}}{t-1} dt , pour reprendre l'exemple donné par Sylvieg, est divergente.

Elle ne converge qu'en valeur principale de Cauchy.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Étude intégrale 17-06-22 à 14:03

Merci larrech

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Étude intégrale 17-06-22 à 14:11

Avec h définie par h(t) = \dfrac{\sqrt{t}}{t-1}, on a une fonction définie sur la réunion de deux intervalles I et J.
Avec I = [0 ; 1[ et J = ]1 ; +[.
A priori, on ne peut intégrer la fonction h que sur un intervalle inclus dans I ou inclus dans J.
Avec x = 1/2, on intègrerait sur [1/4 ; 2] qui n'est inclus dans aucun des deux intervalles I ou J.

Mais bon, niveau "oral centrale sans préparation", c'est peut-être un peut simpliste

* Message édité > j'ai remplacé g par h car g était déjà utilisé.*

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Étude intégrale 17-06-22 à 14:18

Parler de dérivée ou de parité de f sans s'être mis d'accord sur son ensemble de définition me semble vain.

Posté par
carpediem
re : Étude intégrale 17-06-22 à 14:40

Sylvieg et larrech : oui merci !!!

et en plus j'y avais pensé qu'il ne fallait pas que 1 soit dans "mon" intervalle I ... puis j'ai zappé !!

larrech : ton premier msg était pourtant clair ... et je n'ai même pas tilté !!!

Posté par AitOuglifre : Étude intégrale 17-06-22 à 14:57

Quand j'ai lu l'énoncé, j'ai simplement cherché à éviter que 1 soit dans l'intervalle d?intégration. Donc il me semble assez évident que le domaine de définition est simplement ]-\infty,-1[\cup]1,+\infty[. On peut le voir aussi avec l'argument de Sylvie.

* Modération > Message édité à la demande de l'auteur pour corriger une coquille *

Posté par AitOuglifre : Étude intégrale 17-06-22 à 14:59

Oups, je n'ai pas vu entre temps ton message carpediem. J'étais en train de re-re-relire le mien pendant ce temps, puisque je ne comprenais plus la conversation!

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Étude intégrale 17-06-22 à 15:13

Je pense qu'après ces "méli-mélo", on peut donner quelques explications à Mohammed911 :
Avec h définie par h(t) = \dfrac{\sqrt{t}}{t-1}, on a une fonction définie sur la réunion de deux intervalles I et J.
Avec I = [0 ; 1[ et J = ]1 ; +[.
L'intervalle K sur lequel on intègre doit être inclus dans un de ces deux intervalles I ou J.
Cet intervalle K est fermé et a pour bornes 2 et x2.
Or 2 n'est pas dans I ; donc l'intervalle K ne peut être inclus dans I.
Pour que K soit inclus dans J, il faut et il suffit que x2 soit dans J, puisque 2 est déjà dans l'intervalle J.
Bref, la condition pour trouver ce fameux ensemble de définition de f est
x2 > 1.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Étude intégrale 17-06-22 à 15:18

Bonjour AitOuglif,
Et moi, je n'avais pas lu le tien pendant que j'écrivais le mien
Je voudrais que Mohammed911 n'utilise plus des expressions comme "je pense" dans

Citation :
Je pense que la fonction est définie pour x\geq 2
sans donner d'autres arguments.

Posté par AitOuglifre : Étude intégrale 17-06-22 à 23:12

Bonsoir Sylvieg
Pas de soucis

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Étude intégrale 18-06-22 à 07:02

Bonjour AitOuglif,
N'y aurait-il pas une coquille dans ton message de 14h57 ?

Posté par AitOuglifre : Étude intégrale 18-06-22 à 10:56

Bonjour Sylvieg

Oui bien sûr . Mais je ne sais pas comment la corriger . Merci! 🙏

Posté par AitOuglifre : Étude intégrale 18-06-22 à 10:58

Si tu pouvais rajouter le signe moins…

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Étude intégrale 18-06-22 à 11:36

Seuls les modérateurs peuvent éditer un message.
Et nous ne devons pas en abuser.
Ceci pour éviter des incohérences quand il y a déjà eu des réponses au message original.
Dans ton cas, ça ne posait pas de problème.

Posté par AitOuglifre : Étude intégrale 18-06-22 à 11:40

Merci Sylvieg!

Posté par
Razes
re : Étude intégrale 18-06-22 à 21:16

Bonsoir,


La fonction g(x)=\dfrac{\sqrt{x}}{x-1}  est définie sur D_g=\mathbb{R^+}-\left\{1 \right\}=[0,1[\cup ]1,+\infty[, discontinue en x=1 (asymptote verticale).

La fonction f(x) = \int_{2}^{x^2} {\dfrac{\sqrt{t}}{t-1}dt} n'est pas définie en x^2=1 , donc pas définie en \left\{ -1,1\right\} . De plus c'est une fonction paire. N'est pas dérivable en x^2=1 car g admet une asymptote verticale en ces points. Mais on peut calculer la dérivée.

La primitive G(x)=\Int \dfrac{\sqrt{x}}{x-1} dx de g se calcule facilement moyennant le changement de variable u=\sqrt{x}; x=u^2

G(x)=2\sqrt{x}+\ln \left|\dfrac{\sqrt{x}-1}{\sqrt{x}+1} \right|  

Pour le calcul de  \int_2^{1/4} \dfrac{\sqrt{t}}{t-1} dt , et afin  de remédier à la singularité en  1 on procède comme l'a rappelé larrech,  on considèrera la valeur principale de Cauchy de l'intégrale impropre:

=\lim_{\epsilon\to 0}\left (  \int_2^{1+\epsilon} \dfrac{\sqrt{t}}{t-1} dt+ \int_{1-\epsilon}^{1/4} \dfrac{\sqrt{t}}{t-1} dt \right ) qui nous permet d'obtenir une limite finie (non divergente).



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