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Fonction intégrable en 0

Posté par
Ramanujan
27-07-17 à 14:10

Bonjour,

Je cherche à montrer que f(t) = \frac{t^3}{e^t -1} est intégrable sur ]0,+infini[ :

En 0 :
\frac{e^t -1}{t} \sim 1

Donc \frac{t^3}{e^t -1} \sim t^2

t^2 est elle intégrable en 0 ?

Posté par
NicoTial
re : Fonction intégrable en 0 27-07-17 à 14:13

Je pense que tu es un peu perdu sur ta définition de intégrable en 0. Peux-tu la redonner précisément ?

Posté par
Ramanujan
re : Fonction intégrable en 0 27-07-17 à 14:28

En un point je sais pas : je sais que une une fonction positive est intégrable sur I  si  et seulement il existe un réel M tel que pour tout segment [a,b] inclus dans I :

\int_{a}^{b} f(x)dx \leq M  

Je vois pas comment l'appliquer ici

Posté par
NicoTial
re : Fonction intégrable en 0 27-07-17 à 14:33

L'intégrabilité en 0 c'est s'intéresser à la convergence de l'intégrale : \int_{a}^{1} f(x)dx \leq M   lorque a tends vers 0....tu comprends mieux ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : Fonction intégrable en 0 27-07-17 à 14:46

Citation :
t^2 est elle intégrable en 0 ?

ben oui ! la limite de la fonction en 0 est nulle, cette borne ne pose pas de problème. une fonction continue est intégrable sur tout intervalle fini.
(mais c'est mal formulé, disons que l'intégrale converge en 0 plutôt).

reste à étudier l'autre borne.

Posté par
Ramanujan
re : Fonction intégrable en 0 27-07-17 à 15:05

NicoTial @ 27-07-2017 à 14:33

L'intégrabilité en 0 c'est s'intéresser à la convergence de l'intégrale : \int_{a}^{1} f(x)dx \leq M   lorque a tends vers 0....tu comprends mieux ?


Ca marche merci, vous avez pris 1 mais on peut prendre 2 ou 3 ? De toute façon elle est continue la fonction ...

Posté par
Ramanujan
re : Fonction intégrable en 0 27-07-17 à 15:11

Glapion @ 27-07-2017 à 14:46

Citation :
t^2 est elle intégrable en 0 ?

ben oui ! la limite de la fonction en 0 est nulle, cette borne ne pose pas de problème. une fonction continue est intégrable sur tout intervalle fini.
(mais c'est mal formulé, disons que l'intégrale converge en 0 plutôt).

reste à étudier l'autre borne.


EN + l'infini : f(t) = o (\frac{1}{t^2})

Comme l'exponentielle l'emporte sur la puissance et la fonction t -> 1/t^2 est intégrable ai voisinage de + infini ma fonction est intégrable c'est bon  ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : Fonction intégrable en 0 27-07-17 à 16:29

oui mais il faut justifier que f(t) = o(1/t²) ?

Posté par
Ramanujan
re : Fonction intégrable en 0 27-07-17 à 17:43

Glapion @ 27-07-2017 à 16:29

oui mais il faut justifier que  f(t) = o(1/t²) ?


Non c'est un sujet de MP ...

\frac{t^5}{e^t -1} avec

La justification c'est croissance comparée non ?  L'exponentielle l'emporte sur la puissance de t.

Posté par
larrech
re : Fonction intégrable en 0 27-07-17 à 18:55

Bonjour,

C'est de ce côté-là qu'il faudrait faire une majoration pour être tout à fait clean.

Posté par
Ramanujan
re : Fonction intégrable en 0 27-07-17 à 20:54

larrech @ 27-07-2017 à 18:55

Bonjour,

C'est de ce côté-là qu'il faudrait faire une majoration pour être tout à fait clean.


Pas compris :

Vous parler de justifier l : \lim\limits_{x \rightarrow +\infty}\frac{t^5}{e^t -1} = 0
?

Posté par
larrech
re : Fonction intégrable en 0 27-07-17 à 21:18

Non, ça c'est OK.

Je revenais au début. Une autre façon de faire pour la borne infinie est d'exhiber une fonction g(t) qui majore f(t) et dont l'intégrale converge . Ici par exemple, exp(-\frac{t}{2})  me semble convenir.



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