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Intégrale changement de variable (cos^2x)

Posté par
duhkha44
24-04-19 à 14:09

Bonjour, voici l'énoncé :

On considère les deux intégrales :

I = \int_{0}^{\pi/2}{cos²x}dx
et
J = \int_{0}^{\pi/2}{sin²x}dx

Montrer à l'aide du changement de variable x = pi/2 - t que I =  J

Je sais que cos(pi/2 - t)² = sin(pi/2 - t)² mais je ne sais pas par où commencer.

Je ne connais aucune formule avec cos²x ou sin²x qui aboutisse à un cos(pi/2 - t)...

Auriez vous une piste à me donner?

Posté par
lionel52
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 14:11

cos(pi/2 - t)² = sin(pi/2 - t)²


Ah bon?

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 14:13

pardon, sans le carré

Posté par
lionel52
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 14:14

cos(\pi/2 - t) = sin(\pi/2 - t)?

Sûr de toi?

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 14:21

cos(A - B) = cos(A).cos(B) + sin(A).sin(B)

cos(\pi/2 - t) = cos(\pi/2)*cos(t) + sin(\pi/2)*sin(t) = sin(t)

sin(A - B) = sin(A).cos(B) - sin(B).cos(A)

sin(\pi/2 - t) = sin(\pi/2)*cos(t) - sin(t)*cos(\pi/2) = cos(t)

En effet, cos(pi/2 - t) = sin(pi/2 - t)' ...

Posté par
lionel52
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 14:29

Donc ouais

cos(\pi/2 - t) =  sin(t)
sin(\pi/2 - t) = cos(t)

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 14:31

Ca ne m'avance toujours pas ceci dit, je ne sais toujours pas quoi faire avec ces informations

Posté par
lionel52
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 14:32

L'énoncé te dit de faire un changement de variable, tu sais en faire un ?

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 14:35

Je fais :

x = \pi/2

Donc pour les bornes :

0 \leq x \leq \pi/2
\pi/2 \leq \pi/2 - t \leq 0

Et pour le dx :

dx = -t' dx
= -dx

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 14:36

Oui, mais jusqu'ici j'en fais avec par exemple u = e^x, sans de u dans l'expression

Là, on change x, qui est déjà dans l'expression

Ca me perturbe je ne sais plus faire

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 14:42

Je me retrouve avec :

\int_{\pi/2}^{0}{-cos(\pi/2 - t)²} dx

Je sais que la primitive de u'cos(u) est sin(u), mais là on a un carré...

Posté par
lionel52
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 14:53

Oui t'y es presque, maintenant utilise l'égalité que tu as montré plusieurs posts plus tôt

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 14:57

\int_{\pi/2}^{0}{-cos(\pi/2 - t)²}dx = \int_{\pi/2}^{0}{-sin(t)²}dx ?

Posté par
lionel52
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 14:58

Oui, maintenant faut finir !

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 15:05

\int_{\pi/2}^{0}{-sin(t)²}dx = -sin(0)² - (-sin(\pi/2)²) = 1 ??

Posté par
lionel52
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 16:51

Euh... (⊙_☉)

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 16:52

Je débute, je préfère qu'on me dise où sont mes erreurs plutôt que d'avoir comme réponse un smiley

Posté par
lionel52
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 16:54

Bah déjà c'est quoi la question, c'est pas de calculer l'intégrale mais montrer qu'elle est égale à une autre. D'ailleurs

\int_a^b f(t)dt ce n'est PAS f(b) - f(a) sinon ça serait trop facile

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 17:00

Oui c'est exact, c'est F(b) - F(a) avec F la primitive de f, au temps pour moi
Le problème reste que je ne sais pas quelle est la primitive de -sin(t)², et même si on ne demande pas de calculer à cette question, c'est demandé plus tard dans l'exercice donc autant que je sache le faire

Posté par
lionel52
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 17:03

Peut être mais pour l'instant on y est pas.

Repars de là
\int_{\pi/2}^{0}{-sin(t)²}dx

Comment peux tu obtenir J du coup?

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 17:12

J = -cos(t)²dx

Je ne vois pas comment le retrouver, je ne peux pas dériver -sin(t)² pour avoir -cos(t)²

Avec cos(x)² + sin(x)² = 1 ?

sin(x)² - 1 = -cos(x)²
sin(x)² = -cos(x)² + 1
-sin(x)² = cos(x)² - 1 ?

Je ne sais pas sinon

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 17:57

\int_{\pi/2}^{0}{-cos(\pi/2 - t)²}dx = \int_{\pi/2}^{0}{-sin(t)²}dx
\int_{\pi/2}^{0}{-sin(\pi/2 - t)²}dx = \int_{\pi/2}^{0}{-cos(t)²}dx

je ne vois absolument pas quoi faire après pour démontrer l'égalité

Posté par
Priam
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 18:15

Une idée : calculer I - J .

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 18:23

La deuxième question étant:

Calculer I + J, puis en déduire I et J,

je ne pense pas que ce soit la solution...? J'ai fait les deux autres questions de l'exercice, donc celle-ci et :

Retrouver le résultat en linéarisant.

Mais soit, je fais donc :

-sin²t + cos²t ... et ensuite ?

Je suis perdu sur cette question

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 18:28

Enfin, je veux dire :

\int_{\pi/2}^{0}{-sin(t)²}dx + \int_{\pi/2}^{0}{cos(t)²}dx

et ensuite ?

Posté par
lionel52
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 18:49

\int_a^b f = -\int_b^a f
 \\
Tu connais cette propriété?

Posté par
lionel52
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 18:50

Pardon


lionel52 @ 24-04-2019 à 18:49

\int_b^a f = -\int_b^a f
 \\
Tu connais cette propriété?

Posté par
lionel52
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 18:50

Mon dieu jy arriverai pas le premier message est bon


lionel52 @ 24-04-2019 à 18:49

\int_a^b f = -\int_b^a f
 \\
Tu connais cette propriété?

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 19:14

lionel52 @ 24-04-2019 à 18:49

\int_a^b f = -\int_b^a f
 \\
Tu connais cette propriété?


Non je ne la connais pas, est-ce que cette question est résoluble uniquement avec cette propriété?

Posté par
lionel52
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 19:24

La 1ere question tu peux t'en servir oui.
Mais c'est une propriété importante des intégrales.

http://uel.unisciel.fr/physique/outils_nancy/outils_nancy_ch08/co/apprendre_ch08_04.html

Propriétés 1 à 6 à connaitre par coeur

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 19:52

Très bien, merci beaucoup pour votre aide et je vais donc les apprendre de ce pas

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 19:59

Dernière question :

Donc on a I = \int_{\pi/2}^{0}{-sin(t)²}dx = \int_{0}^{\pi/2}{sin(t)²}dx = J

Est-ce que c'est pareil que \int_{0}^{\pi/2}{sin(x)²}dx ? La variable change mais est-ce important?

Posté par
lionel52
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 20:09

Non tu as fait une faute de frappe c'est bien

\int_{\pi/2}^{0}{-sin(t)²}dt  = \int_{0}^{\pi/2}{sin(t)²}dt  =  \int_{0}^{\pi/2}{sin(x)²}dx  =  \int_{0}^{\pi/2}{sin(z)²}dz  =   J

(y a pas t et x en même temps dans l'intégrale)

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 20:14

D'accord donc quand on nous dit x = pi/2 - t
On fait en fonction de t
Et on met dx = -dt
C'est bien ça ?

Pourquoi alors quand on nous dit u = e^x
On fait aussi en fonction de u
Et on met dx = du/e^x = du/u

En fait le changement de variable est déclaré un peu différemment, ça m'embrouille :/

Posté par
lionel52
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 20:19

dans tous les cas tu dois t'arranger pour avoir une seule variable.

Posté par
duhkha44
re : Intégrale changement de variable (cos^2x) 24-04-19 à 20:20

Daccord merci



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