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Integrale

Posté par
Amar252
02-04-21 à 02:04

Bonsoir j'ai un exo que j'arrive pas à resoudre merci de bien vouloir m'aider
Soit f la fonction définie par 𝑓(𝑥) = \int_{0}^{x} 1/ √(1+t^2)dt

1.) Justifier que f est définie sur ℝ, puis que f est impaire.
2.) Montrer que f est bijective et que 𝑓^(−1)(𝑥) =1/2(𝑒^𝑥 − 𝑒^−𝑥).3.) Montrer que 𝑓(𝑥) = ln(𝑥 + √(1 + 𝑥^2))

Posté par
Zormuche
re : Integrale 02-04-21 à 02:17

Bonjour

Pour que f soit définie, on veut juste que f(x) existe pour tout x réel
Que faut-il que la fonction qu'on intègre vérifie ?

Posté par
Amar252
re : Integrale 02-04-21 à 02:20

Je comprend pas

Posté par
Zormuche
re : Integrale 02-04-21 à 02:24

Quelle est une condition suffisante pour que l'intégrale  \int_0^x \dfrac{1}{\sqrt{1+t^2}}\,\mathrm{d}t  existe ?

Posté par
Amar252
re : Integrale 02-04-21 à 02:27

Il faut que 1/ √(1+t^2) continue sur R

Posté par
Zormuche
re : Integrale 02-04-21 à 03:07

Oui. Et alors est-ce le cas ?

Posté par
Zormuche
re : Integrale 02-04-21 à 03:08

En fait il suffit que la fonction soit continue sur [0,x], et ce pour tout x réel. Donc au total, seulement sur  \R^*

mais si tu dis qu'elle est continue sur R, c'est bon.

Posté par
Zormuche
re : Integrale 02-04-21 à 03:29

Je dis n'importe quoi. C'est bien \R.

Posté par
Amar252
re : Integrale 02-04-21 à 20:42

Mais comment on montre que c'est continue

Posté par
Zormuche
re : Integrale 02-04-21 à 23:39

C'est une fraction. Il faut alors que le numérateur et le dénominateur soient des fonctions continues, et que le dénominateur ne s'annule pas

Posté par
Amar252
re : Integrale 03-04-21 à 00:43

Ah d'accord j'ai compris
Et pour la determination de la bijection reciproque doit on faire f(x) = y puis tirer l'expression de x en fonction de y

Posté par
Zormuche
re : Integrale 03-04-21 à 00:45

Oui mais d'abord il faut avoir montré qu'elle est bijective
Sous quelles conditions une fonction continue est bijective?

Posté par
Amar252
re : Integrale 03-04-21 à 00:46

Quand elle est strictement monotone sur cet intervalle

Posté par
Zormuche
re : Integrale 03-04-21 à 00:53

Oui. Alors il faut le montrer. Est-ce que c'est fait?

Posté par
Amar252
re : Integrale 03-04-21 à 01:23

Oui c'est fait

Posté par
Amar252
re : Integrale 05-04-21 à 00:14

Bonsoir quelqu'un peut il m'aider à continuer mon exo j'arrive toujours pas à le resoudre je bloque sur la question 2

Posté par
Zormuche
re : Integrale 05-04-21 à 02:18

Oui, désolé je n'avais pas vu ton message

Tu as dit au début du fil :  

Citation :
Et pour la determination de la bijection reciproque doit on faire f(x) = y puis tirer l'expression de x en fonction de y


c'est bien ça qu'il faut faire.
Mais il faut d'abord écrire les choses correctement

Ce que tu as fait (montrer que la fonction est strictement monotone) assure que la fonction est injective. Pour qu'elle soit bijective, il suffit de la rendre surjective, c'est-à-dire restreindre l'ensemble d'arrivée à son ensemble image (c'est-à-dire f(R)). Autrement dit, tu dois d'abord voir ce qu'est f(R). Pour cela, calcule les limites en +infini et -infini de f(x)

Posté par
Zormuche
re : Integrale 05-04-21 à 02:26

Par contre y a un problème dans ton énoncé. La fonction que tu donnes pour  f^{-1}  n'est pas du tout la réciproque de  f

Posté par
Zormuche
re : Integrale 05-04-21 à 02:32

Oups c'est rien c'est de ma faute, il n'y a pas d'erreur !
mais je ne vois pas comment le montrer  

Posté par
PLSVU
re : Integrale 05-04-21 à 08:07

Bonjour à vous deux
  juste pour info
Integrale

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Integrale 05-04-21 à 08:10

Bonjour,
On peut traiter 3) qui est facile et en déduire 2).
Mais ça ne semble pas être dans l'esprit de l'exercice

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Integrale 05-04-21 à 08:11

Bonjour PLSVU
@Amar252,
As-tu vu les changements de variable dans une intégrale ?

Posté par
carpediem
re : Integrale 05-04-21 à 09:30

salut

posons g(x) = \dfrac 1 {\sqrt {1 + x^2}}   et   f(x) = \int_0^x g(t)dt  donc f'(x) = g(x)

puisqu'on nous donne le résultat  y = f^{-1}(x) = \dfrac 1 2 (e^x - e^{-x}) il suffit de calculer f(f^{-1}(x)) ...

posons donc   y = h(x) = \dfrac 1 2 (e^x - e^{-x}) et calculons f(h(x)) ...

or f(y) = \int_0^y g(t)dt  donc en dérivant   f'(y) = g(y) = \dfrac 1 {\sqrt {1 + \dfrac 1 4 (e^x - e^{-x})^2}} = \dfrac 2 {e^x + e^{-x}} = \dfrac 1 {h'(x)}

on en déduit donc que h'(x)f'[h(x)] = 1 \iff [f \circ h]'(x) = 1

et pour la constante d'intégration il suffit de regarder ce qui se passe en 0 ...




oubliez ce qui suit (au début j'avasi tout écrit avec f^(-1) et pas h)
on en déduit donc que (f^{-1})'(x)f'[f^{-1}(x)] = 1

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Integrale 05-04-21 à 09:56

Je reformule la solution de carpediem :
Avec\; g(x) = 1/(1+x2) , on a \; f'(x) = g(x) .

Avec \; u(x) = (1/2)(ex-e-x) \; et \; m(x) = f(u(x)) , on a \; m'(x) = u'(x) f'(u(x)).

Après un petit calcul, \; f'(u(x)) = (1/2)(1/(ex+e-x)) .
D'où \; m'(x) = 1 . Puis \; m(x) = x \; car \; m(0) = 0 .

Mettre du "pour tout x réel partout".

Posté par
Amar252
re : Integrale 05-04-21 à 13:23

Bonjour merci à chacun de m'avoir bien aidé  j'ai bien compris maintenant ..à bientôt

Posté par
carpediem
re : Integrale 05-04-21 à 13:56

de rien



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