Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau Maths sup
Partager :

integrale en - l infini

Posté par Djeffrey (invité) 08-04-05 à 16:54

Bonjour, voila j'ai un probleme pour continuer mon devoir, voici ce qu'il en est :

Le but est d'étudier la fonction F définie sur \mathbb{R} par : F(x)=\Bigint_0^1 e^{-xln(1+t^2)} dt.

1) Montrer que F est définie pour tout x reel.
Ca je vois bien qu'il n'y a pas de probleme mais pourrais je avoir une redaction type pour ce type de réponse svp.

2)
a) Calculer F(0) et F(1).
Pas de souci ici.

b) On me fait ensuite determiner une relation de recurrence entre F(n+1) et F(n) que je trouve : F(n+1)=\frac{1}{n2^{n+1}}+\frac{2n-1}{2n}F(n). Je pense bien qu'il s'agit de la bonne reponse...

c) Je dois calculer F(-n) pour n entier naturel non nul.
Vu l'expression que cela me donne dans l'integrale au final, je pense a utiliser le binome de newton et je trouve une belle formule... Si il y a une autre facon n'hésitez pas...

3) J'ai montré que F etait décroissante.

4)
a) On me fait etudier, lorsque x est strictement négatif, le sens de variation de la fonction qui a t associe e^{-xln(1+t^2)} sur [0,1] et de donner sa valeur en t=\frac{1}{2}.
La je trouve qu'elle est croissante sur [0,1] et que si on la nomme g, g(\frac{1}{2})=(\frac{4}{5})^x

b) On arrive alors a mon probleme : On me demande d'en deduire que \lim_{x\to -\infty} F(x)=+\infty et la je ne vois pas du tout comment faire...

c) Donc ici j'y arrive encore moins, il faut determiner \lim_{x\to -\infty} \frac{F(x)}{x} et dire ce qu'il en resulte pour la courbe representative de F lorsque x tend vers -\infty.

Voila donc mes soucis sont surtout ces deux dernieres questions j'espere avoir été clair sur mes explications.
Merci beaucoup a ceux qui pourront m'aider...

Posté par titimarion (invité)re : integrale en - l infini 08-04-05 à 17:15

Salut
pour le b)
F(x)=\int_0^{1/2}g_x(t)dt+\int_{1/2}^1g_x(t)dt>1/2g_x(0)+1/2g_x(1/2)
Donc F(x)>1/2+1/2*(4/5)^x et on a (4/5)^x=(5/4)^{-x} qui tend vers l'infini quand x tend vers moins l'infini

Posté par Djeffrey (invité)re : integrale en - l infini 08-04-05 à 17:36

merci bcp titimarion, mais peux tu m'expliquer un peu plus stp.

Posté par titimarion (invité)re : integrale en - l infini 08-04-05 à 19:03

Oui
Je pose g_x(t)=e^{-x\ln(1+t^2)}
En fait par définition F(x)=\int_0^1g_x(t)dt=\int_0^{1/2}g_x(t)dt+\int_{1/2}^1g_x(t)dt
Or tu as montré que g_x(t) était croissante
Donc sur [0,1/2] on a g_x(t)>g_x(0) et sur [1/2,1] g_x(t)>g_x(1/2)
D'ou la minoration que j'ai tyrouvé ppour F(x)
Ensuite pour montrer que (5/4)^{-x}\rightarrow \infty
c'est simple puisque (5/4)>1 et que -x\rightarrow \infty

Posté par Djeffrey (invité)re : integrale en - l infini 08-04-05 à 19:08

Ok merci bien j'ai compris... Comment penses tu que je puissen en deduire la question suivantes d'apres toi ?

Posté par titimarion (invité)re : integrale en - l infini 08-04-05 à 19:18

J'ai pas tester mais tu peux peut etre essayer de majorer pour montrer que ca tend vers -l'infini mais je suis pas sur du résultat atttends j'essaie d'ici 5 10 min

Posté par titimarion (invité)re : integrale en - l infini 08-04-05 à 19:30

F(x)/x<1/2(g_x(1/2)+g_x(1))/x=\frac{1}{2x}(e^{-xln(5/x)}+e^{-xln(2)})
Or \displaystyle\lim_{x\rightarrow \infty e^x/x=\infty
tu peux en déduire que \displaystyle\lim_{x\rightarrow -\infty} \frac{1}{2x}(e^{-xln(5/x)}+e^{-xln(2)})=-\infty et tu peux conclure sauf erreur de ma part

Posté par Djeffrey (invité)re : integrale en - l infini 09-04-05 à 10:18

Quelqu'un pourrait me donner la reponse exacte de la question 1) svp ?
Et aussi je ne vois pas ce que je peux deduire pour la courbe a la derniere question merci...

Posté par Djeffrey (invité)re : integrale en - l infini 09-04-05 à 19:04

Je relance encore une fois pour la 1) svp ca doit vraiment pas etre compliqué mais je ne sais pas la redaction exacte d'une telle question... Elle me serait tres profitable car le devoir est long et il y a encore deux autres questions du meme type...
Merci



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1675 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !