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Niveau terminale
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Intégrale

Posté par
Samsco
02-04-21 à 20:49

Bonsoir j'ai besoin de votre aide svp.

Exercice :

Soit f la fonction définie et dérivable sur \mathbb{R} par f(x)=\dfrac{e^x-e^{-x}}{2} . Sa bijection réciproque de \mathbb{R} vers \mathbb{R} est la fonction f^{-1} définie par : f^{-1}(x)=\ln(x+\sqrt{x^2+1})

1) Calculer \int_0^{\ln3}f(x)dx . Interpréter graphiquement cette intégrale.

2) En déduire la valeur de I=\int_0^{\dfrac{4}{3}}\ln(x+\sqrt{x^2+1})dx

Réponses :

1) \int_0^{\ln3}f(x)dx=\left[\dfrac{e^x+e^{-x}}{2}\right]_0^{\ln3}=\dfrac{2}{3}

Posté par
Samsco
re : Intégrale 02-04-21 à 20:51

1) Cette intégrale est l'aire de la partie du plan délimitée par la courbe de la fonction f (C) , la droite (OI) et les droites d'équations x=0 et x=ln3

2) je ne sais pas quoi faire

Posté par
carpediem
re : Intégrale 02-04-21 à 21:06

salut

es-tu sûr de ton résultat ?

si tu connais les changement de variable pose x = f^{-1}(t)

Posté par
carpediem
re : Intégrale 02-04-21 à 21:07

voire même x = f(t) ...

Posté par
manu_du_40
re : Intégrale 02-04-21 à 21:14

Salut,
Un petit dessin peut aider peut-être...
La courbe verte représente f et la bleue représente g.

Questions :
1) Justifier la symétrie entre le domaine représenté en bleu et le domaine délimité par A,B, C et la courbe verte.
2) Calculer l'aire de ABCD.
3) Conclure.

Bon courage

Intégrale

Posté par
Samsco
re : Intégrale 02-04-21 à 22:30

1) le domaine délimité par A,B,C et la courbe verte est l'image du domaine bleu par la symétrie orthogonale d'axe y=x

2) Aire(ABCD)=(4/3)×ln3

3) I=Aire(ABCD)-2/3=(4ln3-2)/3

Posté par
Samsco
re : Intégrale 02-04-21 à 23:01

carpediem @ 02-04-2021 à 21:07

voire même x = f(t) ...


Je connais les changements de variable mais je ne sais à quoi ça q peut me servir de poser x=f(t).

Posté par
manu_du_40
re : Intégrale 02-04-21 à 23:04

Re

C'est vrai mais tu dois justifier la symétrie des deux domaines...
Il faut justifier que les courbes sont symétriques et que le point B a pour ordonnée 4/3

Posté par
Samsco
re : Intégrale 03-04-21 à 09:51

Ces courbes sont symétriques par rapport à la première bissectrice parce que ce sont des courbes de fonctions réciproques.
L'ordonnée de B est l'image de ln3 (abscisse de D ) par f qui vaut 4/3.

Posté par
carpediem
re : Intégrale 03-04-21 à 11:13

manu_du_40 propose une réponse géométrique ...

en posant q = 4/3

\int_0^q f^{-1}(x)dx = \int_0^{f(q)}tf'(t)dt = [tf(t)]_0^? - \int_0^? f(t)dt = ... en posant x = f(t) puis une IPP ...

à toi de mettre les bornes convenables ...

Posté par
Samsco
re : Intégrale 04-04-21 à 10:09

J'ai compris !

Posons x=f(t)

\dfrac{dx}{dt}=f'(t) \iff dx=f'(t)~dt

pour x=4/3=f(ln3) , t=ln3
pour x=0=f(0) , t=0

I=\int_0^{4/3}f^{-1}(x)dx=\int_0^{\ln3}f^{-1}\left(f(t)\right)\times f'(t)dt=\int_0^{\ln3}t.f'(t)dt
 \\ 
 \\ I=\left[tf(t)\right]_0^{\ln3}-\int_0^{\ln3}f(t)dt=\dfrac{4\ln3-2}{3}

Posté par
carpediem
re : Intégrale 04-04-21 à 10:46

il me semble que tu devrais trouver la même chose qu'en 1/ d'après le dessin de manu_du_40 ...

Posté par
Samsco
re : Intégrale 04-04-21 à 10:52

Comment ça la même chose qu'en 1/  ?

Posté par
carpediem
re : Intégrale 04-04-21 à 11:33

en fait non peut-être pas ...

Posté par
Samsco
re : Intégrale 04-04-21 à 17:02

D'accord.

Merci pour votre aide !

Posté par
carpediem
re : Intégrale 04-04-21 à 18:52

de rien



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