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Niveau LicenceMaths 2e/3e a
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Intégrale avec paramètre

Posté par
Panda11
11-11-22 à 11:47

Bonjour, je révise pour un prochain partiel et je suis tombé sur un exo que je n'arrive pas à faire.

Voici l'énoncé :


Citation :
Etudier en fonction de \alpha et \beta la convergence  de l'intégrale suivante : \int_2^{+ \infty} \frac{1}{x^{\alpha}ln^{\beta}x}dx



Mon prof m'a indiqué qu'il fallait faire une disjonction de cas suivant les signes et valeurs de \alpha et \beta mais j'avoue que je sèche...

Quelqu'un pourrait-il m'aider ?
Merci !

Posté par
carpediem
re : Intégrale avec paramètre 11-11-22 à 11:52

salut

ça fait référence à certaines intégrales bien connues ...

maintenant depuis le lycée tu dois déjà bien connaitre certains résultats sur les intégrales des fonctions x --> 1/x^n ...

Posté par
Panda11
re : Intégrale avec paramètre 11-11-22 à 12:28

Merci, j'ai 2/3 choses en tête, notamment que la primitive de  \frac{1}{x^n} est [\frac{1}{n+1} \times x^{n+1}] et l'intégrale de 1 à l'infinie converge uniquement lorsque n est supérieur strictement à 1. C'est bien ça ?
En fonction des cas, je pense qu'il faudrait minoré ou majoré ma fonction par autres choses que l'on sait qui converge ou diverge.
Je galère surtout avec mon ln^{\beta}.

Posté par
miguelxg
re : Intégrale avec paramètre 11-11-22 à 14:34

comme tu l'as dit, l'intégrale pour \frac{1}{x^\alpha} converge si et seulement si \alpha > 1 : sers-toi de ça pour faire une distinction de cas
je te propose par exemple d'étudier séparément les cas \alpha > 1, \alpha < 1, et \alpha = 1 et regarder ce que tu peux dire à chaque fois

bien sûr tu vois déjà qu'il n'y a aucun problème en 2, et que le seul problème va être en +\infty
par exemple, si \alpha > 1, je te suggère de prendre \gamma > 1 et de me dire quelle comparaison tu pourrais faire pour montrer qu'on a dans ce cas convergence de l'intégrale

Posté par
carpediem
re : Intégrale avec paramètre 11-11-22 à 15:33

vu que tu intègres à partir de 2 tu peux même intégrer à partir de 3 pour deux raisons :

1/ l'intégrale sur le compact [2, 3] ne pose aucun pb puisque la fonction ln ne s'y annule pas

2/ ensuite e < 3 et ln e = 1 donc si x > 3 alors ln x > 1 et tu peux très facilement donc travailler par majoration-minoration pour régler immédiatement le cas a > 1

ensuite ben il te faut étudier le cas a = 1 (toujours pour x > 3 pour se simplifier les choses) et le cas a < 1 dans lequel le cas a < 0 se règle assez vite)



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