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Niveau Reprise d'études-Ter
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Intégral

Posté par
ahl1700
05-06-16 à 12:17

Bonjour à tous et merci d temps que vous m'accorderez.

Voilà l'énoncé:
Sur le croquis ci-contre, on considère la surface délimitée par:
-les axes Ox et Oy

-les fonctions f,g et h définies par:
f(x)=x^2
g(x)=\frac{8}{x}
h(x)=\sqrt{x-2}

-la droite d'équation x=4

Alors voilà mon problème, je sais que pour calculer la surface il faut calculer un intégral défini, je sais faire aussi les calculs. Mais posé dans un contexte comme celui-ci je sais pas comment procéder. Quand c'est sous forme de problème avec des mots et ben c'est la LOUZZZZ , je n'arrive pas à déterminer les éléments qui me serviront.
Pouvez-vous m'éclairer?
Merci

Intégral

Posté par
ahl1700
re : Intégral 05-06-16 à 12:22

Dois-je calculer l'intégral

\int_0^{4} f(x) dx
faire la même chose pour les deux autres fonctions et additionner les aires?

Posté par
carpediem
re : Intégral 05-06-16 à 12:25

salut

non il faut découper avec des valeurs particulières

en plus il n'y a pas d'unité sur ton graphique donc on ne sait pas d'où sort ce 4 ....

Posté par
carpediem
re : Intégral 05-06-16 à 12:26

ha oui pardon c'est donné dans l'énoncé ....

Posté par
ahl1700
re : Intégral 05-06-16 à 12:27

Donc c'est ça ?

Posté par
ahl1700
re : Intégral 05-06-16 à 12:27

Pardon bonjour Carpediem.

Posté par
fenamat84
re : Intégral 05-06-16 à 12:32

Bonjour,

Découper l'intégrale en 2 parties :

\int_0^2...dx+\int_2^4...dx (les pointillés sont à compléter)

Posté par
ahl1700
re : Intégral 05-06-16 à 12:37

Bonjour Fenamat
Pouvez vous me dire pourquoi?
Merci

Posté par
ahl1700
re : Intégral 05-06-16 à 12:47

je trouve le même résultat avec les deux intervalles. 0 à 4 et de 0 à 2 + 0 à 4

Posté par
LeDino
re : Intégral 05-06-16 à 12:50

Parce que tu dois d'abord étudier les 3 courbes et les deux droites qui délimitent ton domaine.
Tu établiras ainsi les intersections entre elles.
Et tu en déduiras comment décomposer ton domaine.

Voici ton schéma remis dans le bon sens et avec les indications pour orienter ta recherche...

Intégral

Posté par
LeDino
re : Intégral 05-06-16 à 12:51

Et tu devrais indiquer le niveau de ton exercice... ou celui que tu vises dans ta reprise d'études. Afin de recevoir une aide adaptée à ton niveau.

Posté par
ahl1700
re : Intégral 05-06-16 à 12:55

\int_0^{4} \frac{8}{x} dx
[8ln(4)]-8ln(0)

Je sais qu'écrire ln(0) est une grosse erreur et qu'il n'est pas défini mais comment calculer cet intégral?

Posté par
Jedoniezh
re : Intégral 05-06-16 à 12:55

Bonjour,

..................... j'ai comme qui dirait eu un moment d'hésitation, je repose donc l'image à l'endroit.

Intégral

Posté par
ahl1700
re : Intégral 05-06-16 à 12:56

J'étudie en suisse c'est la dernière année de gymnase cela équivaut à la terminale en France.

Posté par
carpediem
re : Intégral 05-06-16 à 12:57

ahl1700 @ 05-06-2016 à 12:47

je trouve le même résultat avec les deux intervalles. 0 à 4 et de 0 à 2 + 0 à 4


peux-tu nous dire ce que tu calcules .... car ç'est incompréhensible ...


dommage de donner autant d'indication du premier coup .... laisser réfléchir et s'approprier les savoirs ....

Posté par
fenamat84
re : Intégral 05-06-16 à 12:58

La première intégrale se remarque assez facilement, elle est donnée par :

\int_0^2f(x)dx=\int_0^2x²dx. (Aire délimitée par la courbe f, la droite d'équation x=2 et l'axe des abscisses)

Je te laisse ensuite réfléchir quant à la surface comprise entre x=2 et x=4.
C'est plus délicat à remarquer mais tu peux trouver.

Posté par
ahl1700
re : Intégral 05-06-16 à 12:58

Oui pardon je n'avais pas vu c'est plus juste comme cela

Posté par
LeDino
re : Intégral 05-06-16 à 13:00

Citation :
je trouve le même résultat avec les deux intervalles. 0 à 4 et de 0 à 2 + 0 à 4
Ceci n'a aucun intérêt et surtout aucun sens...
Quel résultat peux-tu bien trouver entre 0 et 4 en ne sachant même pas quelle fonction il faut intégrer...

Avant d'intégrer : décompose proprement ton domaine...
Il te faut au minimum expliquer où la fonction h(x) coupe y=0.
Puis trouver où f(x) et g(x) se coupent.
Tu auras ainsi les valeurs de x qui délimitent tes intégrales.

Ensuite, pour t'aider dans les notations :
Af  = Aire sous la courbe  f  entre  ...  et  ...
Ag = Aire sous la courbe  g  entre  ...  et  ...
Ah = Aire sous la courbe  h  entre  ...  et  ...

Et enfin :
Aire domaine = A = Af + Ag - Ah
Ensuite tu écris  Af,  Ag,  Ah  sous forme intégrale...
... tu calcules et tu conclues.

Posté par
Jedoniezh
re : Intégral 05-06-16 à 13:00

Tout d'abord comme il a été dit, couper l'intégrale en 2.

Intégral

Posté par
LeDino
re : Intégral 05-06-16 à 13:03

Citation :
Oui pardon je n'avais pas vu c'est plus juste comme cela

OK.
Donc peux-tu dire par quoi est délimité ton domaine ?
C'est tout bête... mais c'est la question clé pour démarrer.
Regarde sur la figure et recense chaque portion qui délimite le contour.
Combien en trouves-tu ?

Posté par
ahl1700
re : Intégral 05-06-16 à 13:03

Beaucoup d'info en même temps laisser moi 5 min je fais f(x) et je vous montre. Excusez mon imprécision
Merci

Posté par
Jedoniezh
re : Intégral 05-06-16 à 13:04

Puis faire la différence des 2 aires : celle orange ci-dessous moins celle hachurée.

Intégral

Posté par
LeDino
re : Intégral 05-06-16 à 13:05

Citation :
Tout d'abord comme il a été dit, couper l'intégrale en 2.
Ca ne suffit pas.
Vous allez tous trop vite.

Il faut D'ABORD que ahl1700 réfléchisse à ce qui délimite son domaine.
De quoi est fait son contour, et pourquoi faut-il découper en 2 et pas en trois ou autre...

Posté par
Jedoniezh
re : Intégral 05-06-16 à 13:09

Donc :

aire recherchée = aire rose + aire orange - aire hachurée

Une fois cela compris (et/ou trouvée), tu lances tes calculs d'intégration.

Intégral

Posté par
LeDino
re : Intégral 05-06-16 à 13:12

C'est bien joli de faire des beaux dessins...
Mais ça ne résout pas la question de départ : COMMENT DECOMPOSER le domaine

Posté par
Jedoniezh
re : Intégral 05-06-16 à 13:14

C'est bien joli de chercher à répondre à la question de départ, mais faire des beaux dessins permet d'y contribuer.

Posté par
ahl1700
re : Intégral 05-06-16 à 13:16

Désolé mais je n'arrivais pas à suivre vous allez beaucoup trop vite pour moi. j'ai essayé de faire comme vous m'avez dit enfin j'espère.(soyez indulgents svp)
\int_0^{2} x^2 dx+\int_2^{4} x^2 dx
[\frac{2^3}{3}-\frac{0^3}{3}]+[\frac{4^3}{3}-\frac{2^3}{3}]=\frac{64}{3}

Posté par
LeDino
re : Intégral 05-06-16 à 13:18

Non.
Parce que les dessins donnent la solution et que de ce fait, ahl1700 ne voit même pas qu'il y a une question à se poser.

Si l'intersection de f et g n'a pas la même abscisse que l'intersection de Ox avec h...
... la décomposition sera bien différente.
Il faut donc impérativement commencer par bien comprendre le contour qui délimite le problème.

Posté par
LeDino
re : Intégral 05-06-16 à 13:18

Et voila !

Des calculs d'intégrale... AVANT D'AVOIR RIEN COMPRIS !

Bravo.

Posté par
LeDino
re : Intégral 05-06-16 à 13:21

Je vous laisse.
Sinon je vais m'énerver et ça ne sera bon pour personne...

Posté par
LeDino
re : Intégral 05-06-16 à 13:21

Commencez par le commencement.
C'est mon seul conseil...

Posté par
ahl1700
re : Intégral 05-06-16 à 13:27

Je ne comprend plus rien sérieux quelqu'un pourrait reprendre calmement parce que la je  me sens pas très bien avec le Dino qui s'énerve. Pour que vous compreniez mieux je suis des cours particuliers deux heures par semaine mon prof base ces cours sur les exercices et pas vraiment sur les explications donc je dois apprendre en grande partie seule et l'étude des graphique n'est pas mon fort comme vous l'avez si bien fait remarquer.
Donc pouvez vous m'aidez à comprendre ce que vous entendez par définir le domaine en juste en regardant le graphique.
Merci à vous

Posté par
Jedoniezh
re : Intégral 05-06-16 à 13:33

Repars du message de Ledino de 12:50 (message que je n'avais pas vu) et pose tes interrogations à partir de ça.

Posté par
carpediem
re : Intégral 05-06-16 à 13:35

d'où vient ce découpage [0, 2] et [2, 4] ?

d'où vient ce 2 ?

Posté par
alb12
re : Intégral 05-06-16 à 13:36

salut,
@ahl1700
Jedoniezh a fait un superbe dessin à 13h09
calcule l'aire rose

Posté par
Jedoniezh
re : Intégral 05-06-16 à 13:45

Je pense que Ledino a raison,. Il fait d'abord travailler sur les courbes (le domaine).

Posté par
ahl1700
re : Intégral 05-06-16 à 13:47

Je crois comprendre, en délimitant le domaine je vais définir les intervalles  pour les intégrales.
\int_0^{2} f(x) dx

\int_2^{4} g(x) dx

\int_2^{4}h(x) dx

Donc je fais : aire f(x)+ aire g(x)- aire h(x)
C'est ça?

Posté par
alb12
re : Intégral 05-06-16 à 14:07

il faut se lancer dans les calculs ...

Posté par
LeDino
re : Intégral 05-06-16 à 14:14

Oui c'est ça.
Tu as compris l'essentiel. Soit à l'intuition soit avec les indications qui t'ont été données...
L'important est que tu sois arrivée à la bonne conclusion.

1. Pour couvrir ton domaine, tu dois faire varier x de 0 à 4.
En principe il faudrait le justifier.
Mais on peut admettre que c'est "évident", pour l'instant.

2. Quand x varie de 0 à 4, ce ne sont pas les mêmes courbes qui encadrent le domaine...
Il faut donc DECOMPOSER l'intervalle d'intégration [0,4], autant de fois qu'il y a un changement de courbes (ou droites) qui encadrent le domaine.

En observant les courbes et leurs intersections, tu peux voir en effet qu'il faut décomposer en deux parties : [0;2] puis [2;4]

Sur [0;2]  l'aire du domaine est effectivement simplement l'intégrale de f(x) de 0 à 2.
Sur [2;4]  l'aire du domaine est l'intégrale de g(x) moins l'intégrale de h(x) de 2 à 4.
C'est bien ce que tu as trouvé.

Mais en principe, avant de faire le calcul intégral, tu dois prouver :
        - Que l'intersection de f et h se fait bien en x=2.
        - Idem pour l'intersection entre l'axe Ox et h(x).
        - Que la courbe de  g  est au-dessus de la courbe de  h  entre 2 et 4.

Si tu comprends pourquoi il faut faire ça : c'est OK.
Sinon, dis-le et on t'expliquera.

Bon courage .

Posté par
LeDino
re : Intégral 05-06-16 à 14:19

Citation :
avec le Dino qui s'énerve
Précision 1 : je suis sorti juste avant de m'énerver ...
... donc tout va bien .

Précision 2 : ce qui était sur le point de m'énerver c'est le fait que l'aide qui t'a été apportée te conduisait tout droit vers des calculs dont tu ne comprenais pas la justification. C'est juste une question de précipitation... parce que sinon tout ce que les camarades t'ont dit est juste.

Posté par
ahl1700
re : Intégral 05-06-16 à 14:43

Je comprends mais beaucoup trop d'informations pas le temps de les comprendre panique dans ma tête ce qui conduit à la précipitation. Donc il m'a fallut prendre  du recul et tralala la magie des mathématiques a opéré. C'est limpide maintenant, je n'avais même pas compris l'importance de la lecture du graphique maintenant je ferai plus attention.

f(2)=4 et g(2)=4  l'intersection de f et g se fait en x=2
h(x)=\sqrt{x-2}
x-2>0
x>2
Def h(x)=[2; +] L'intersection entre l'axe Ox et h(x) de fait en x=2

Par contre comment prouvez que la courbe g est au dessus de la h je sais pas.

Posté par
alb12
re : Intégral 05-06-16 à 15:35

si on raisonne froidement je pense qu'on te demande 3 calculs,
pour le reste un constat graphique suffit,
sinon on l'aurait demande explicitement.

Posté par
alb12
re : Intégral 05-06-16 à 15:36

on ne peut tout de meme pas attendre 3 heures avant de calculer l'integrale de 0 à 2 de x^2dx !!!

Posté par
alb12
re : Intégral 05-06-16 à 15:36

avec l'aide de 4 personnes en plus !!

Posté par
ahl1700
re : Intégral 05-06-16 à 15:56

Le calcul donne:

\int_0^{2} x^2 dx
\frac{2^3}{3}-\frac{0^3}{3}=\frac{8}{3}

\int_2^{4} \frac{8}{x} dx
8ln(4)- 8ln(2)= 8ln(2)

\int_2^{4} \sqrt(x-2) dx
[\frac{2}{3}(4-2)^{\frac{3}{2}}]-[\frac{2}{3}(2-2)^{\frac{3}{2}} ]=\frac{4\sqrt(2)}{3}

aire recherchée= \frac{8}{3}+ 8ln(2)-\frac{4\sqrt(2)}{3}6,326

Posté par
alb12
re : Intégral 05-06-16 à 16:03

Genial !

Posté par
carpediem
re : Intégral 05-06-16 à 16:08

Citation :
Il faut donc DECOMPOSER l'intervalle d'intégration [0,4], autant de fois qu'il y a un changement de courbes (ou droites) qui encadrent le domaine.


une droite est une courbe ... qui est droite ....

Posté par
ahl1700
re : Intégral 05-06-16 à 16:41

J'ai compris pas mal de choses grâce à vous tous merci de transmettre votre savoir.

Passez une bonne fin de journée.

Posté par
alb12
re : Intégral 05-06-16 à 17:04

A+

Posté par
LeDino
re : Intégral 05-06-16 à 20:16

@ahl1700 :

J'étais absent et je découvre avec plaisir ton évolution et comment tu as résolu l'exercice.

Je précise que si j'ai insisté sur l'importance du découpage du domaine, ce n'est pas par purisme mathématique, mais parce que j'ai senti que tu ne comprenais pas ce que tu faisais. Le fait même que tu n'aies pas réalisé que tu avais posté le graphique basculé d'un quart de tour en était un signe. Le fait que tu ne saches pas non plus démarrer le calcul en était un autre...

A présent quand je lis ceci, je suis amplement rassuré ...

Citation :
Donc il m'a fallut prendre  du recul et tralala la magie des mathématiques a opéré. C'est limpide maintenant, je n'avais même pas compris l'importance de la lecture du graphique maintenant je ferai plus attention.

Et au cas où un doute subsisterait : mon agacement ne te concernait pas toi, mais la maladresse de nos efforts mal coordonnés... pour t'ouvrir les yeux.

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