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fonction definie par un intégrale

Posté par
allal
01-05-06 à 19:55

salut les matheux
j'ai besoin de l'aide pour resoudre cette exercice :
A - Pour tout x\in]\frac{1}{e},1] on pose F(x)=\int_1^{lnx} f(t) dtavec f(x)=\frac{e^x}{1+x} pour toutx\in]\frac{1}{e},\infty]
1 - Justifier l'existence de F(x)
2 - montrer que pour   tout x\in]\frac{1}{e},1]on a : F(x)\le x(1-\frac{1}{lnx+1}).En deduire \lim_{x\to (\frac{1}{e}^+) } F(x)
3 - a) Montrer que pour tout x>\frac{1}{e}on a F(x)=\frac{x}{(lnx+1)^2}-1+2\int_0^{lnx} f_3(t) dt avec f_3(x)=\frac{e^x}{(1+x)^3}
b) En deduire que pour tout x \ge 1 on a : F(x) \ge \frac{x}{(lnx+1)^2}-1
En deduire \lim_{x\to +\infty} F(x)
B - Pour n\ge 1 on pose I_n=\int_0^{1} f_n(x) dxavec f_n(x)=\frac{e^x}{(1+x)^n}
1 - Montrer que la suite (I_n)est decroissante et qu'elle est convergente .
2 - montrer que pour tout n \ge 1 on a \frac{1}{n-1}(1-\frac{1}{2^{n-1}})\le I_n\le \frac{e}{n-1}(1-\frac{1}{2^{n-1}})
determiner\lim_{x\to +\infty} I_n
j'ai trouvé la défficulté en montrant les inégalités en A -2 et en 3-b .B -2 et merci d' avance  

Posté par drioui (invité)re : fonction definie par un intégrale 01-05-06 à 20:24

A)1)montre que f est continue

Posté par Joelz (invité)re : fonction definie par un intégrale 01-05-06 à 20:52

Salut allal

Es tu sûr des bornes de ton intégrale?
Pour x appartenant à ]1/e,1], j'aurais dit qque les bornes allaient de ln x à 1.
Peut être qque je me trompe

Posté par
allal
fonction definie par un integrale 01-05-06 à 21:19

salut Joelz
il y a erreure dans les borne je corrige :\int_0^{lnx} f_2(t) dtavec f_n(x)=\frac{e^x}{(x+1)^n}
et merci

Posté par Joelz (invité)re : fonction definie par un intégrale 01-05-06 à 21:48

Tu as:
ln(x)<t<0 => 1 < 1/(1+t) < 1/(1+ln x)
d'ou en multipliant par exp t qui est >0:
exp(t) < exp(t)/(1+t) < exp(t)/(1+ln x)
d'ou en intégrant:
F(x)<1/(1+ln x) exp(t)dt (entre 0 et lnx)
donc F(x)< (x-1)/(1+ln x)
Or pour x dans ]1/e,1], tu montres que xln (x) -x+1>0
donc que xln (x)> x-1
d'ou F(x)< xlnx/(1+ln x)
Or x(1-1/(1+ln x))=xlnx/(1+ln x)
d'ou le resultat.

Posté par Joelz (invité)re : fonction definie par un intégrale 01-05-06 à 21:53

3.a.
En faisant une IPP, en derivant 1/(1+t)² et en intégrant exp(t), tu as:
F(x)=[exp(t)/(1+t)²] (a prendre entre 0 et ln(x)) +2f3(t)dt
d'ou F(x)=x/(1+ln x)² -1 + 2f3(t)dt

Posté par Joelz (invité)re : fonction definie par un intégrale 01-05-06 à 21:56

3.b.
Pour x>1, Tu as:
F(x)- (x/(1+ln x)² -1 )=2 f3(t)dt
Or f3(t)>0 donc il en est de meme de l'intégrale car pour x>1 ln (x)>0
donc F(x)- (x/(1+ln x)² -1 )>0
d'ou F(x) > x/(1+ln x)² -1
donc lim F(x) = +oo quand x->+oo

Posté par Joelz (invité)re : fonction definie par un intégrale 01-05-06 à 22:00

B.
1.
On a:
In+1 - In= ( de 0 à 1) exp(t)/(1+t)^n *(-t/(1+t)) dt
Or  exp(t)/(1+t)^n > 0 pour 0<t<1 et 1+t>0
donc In+1 - In <0
d'ou In est decroissante.
In est minorée par 0 (car exp(t)/(1+t)^n > 0)
donc In est decroissante et minorée donc elle converge.

Posté par Joelz (invité)re : fonction definie par un intégrale 01-05-06 à 22:04

Pour la B.2, je vais y réfléchir demin
(Mes journées commencent très très tôt)

Joelz

Posté par
allal
re : fonction definie par un intégrale 01-05-06 à 23:47

salut et merci pour l' aide qui nous eclaircit la solution de l'exercice quand on a utilisé la correction de l'erreur que j'ai déjà mentionné
\int_0^{lnx} f_2(t) dt
on a trouvé F(x)<\frac{(x-1)}{(1+lnx)^2}
et xlnx>x-1 donc on a F(x)<\frac{x}{1+lnx}(1-\frac{1}{1+lnx})
on prend \frac{x}{1+lnx}<x ( est - ce -qu'il est juste?)
F(x)<x(1-\frac{1}{1+lnx})pour la question B-2 il ya aussi une erreure n>2mais n'est pas sup ou egale à 1.  peut on faire une demonstration par recurrence ?
et bonne nuit et à demain
allal

Posté par
allal
re : fonction definie par un intégrale 02-05-06 à 14:43

salut
j'attend une aide pour la question B - 2
et merci



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