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Niveau terminale
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intégrales

Posté par
tetras
25-04-25 à 19:32

Bonjour

In=  \int e^{-nx}sin(x) dx
sur l'intervalle [0;]
J'ai calculé I0=2

J'ai justifié que In0

Je bloque à la question suivante
In+1-In0

j'ai calculé l'intégrale de sin(x)[e^{-(n+1)x}-e^{-nx}]
mais je ne vois pas comment poursuivre

merci de votre aide

Posté par
carpediem
re : intégrales 25-04-25 à 19:50

salut

il suffit de comparer les fonctions f_n : x \mapsto e^{-nx} \sin x et montrer que f_{n + 1} - f_n \le 0

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : intégrales 26-04-25 à 07:17

Bonjour,
Je me permets de répondre à "je ne vois pas comment poursuivre":
Compléter \; e^{-(n+1)x}-e^{-nx} = e^{-(n+1)x}(....) .
Puis étudier le signe sur [0;].

Posté par
tetras
re : intégrales 26-04-25 à 11:04

merci

e^{-(n+1)x}-e^{-nx} = e^{-(n+1)x}(e^{x})? .
je suis un peu perdu avec cette factorisation

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : intégrales 26-04-25 à 11:56

eaeb = ...

e^{-(n+1)x}\times e^{x} = ...

Posté par
tetras
re : intégrales 26-04-25 à 12:36

c'est ce que j'ai voulu faire donc  e^{-(n+1)x}\times e^{x} = e^{x(-n-1+1)}=e^{-nx}

juste?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : intégrales 26-04-25 à 13:59

L'égalité est juste.
Tu peux l'utiliser pour transformer \;e^{-(n+1)x}-e^{-nx} .

Posté par
tetras
re : intégrales 28-04-25 à 11:25

merci

l'intégrale sur [0;]de sin(x)[e^{-(n+1)x}(1-e^{x})]

le signe de l'intégrale ne dépend que du signe de 1-e^{x} donc 0?

Posté par
tetras
re : intégrales 28-04-25 à 12:17

2c)en déduire que la suite (In) converge
car décroissante et minorée

3a) montrer que InIe^{-nx}

avec I pour intégrale de 0à

3b)montrer que n1

Ie^{-nx}dx=\frac{1-e^{-n\pi}}{n}

c)déduire des 2 questions précédentes la limite de (In)

4)Jn= \int e^{-nx}cos(x) dx
en intégrant par parties In de deux façons différentes établir :

In=1+e^{-n\pi}-nJn

et In=\frac{1}{n}Jn

4b) en déduite que n1 on a In=

\frac{1+e^{-n\pi}}{n^{2}+1}

je vois que je ne suis pas au bout!!

Posté par
tetras
re : intégrales 28-04-25 à 12:25

pour la 3a) je suis parti de 0x[/smb]
0sin(x)1

0e^{-nx}sin(x)e^{-nx}

quelle propriété permet de garder l'inégalité en passant à l'intégrale?
merci

Posté par
tetras
re : intégrales 28-04-25 à 12:25

0x

Posté par
tetras
re : intégrales 28-04-25 à 14:15

ah oui c'est une propriété de l'intégrale  j'ai montré que In0 et on peut dire qu'elle conserve l'ordre!?

Posté par
tetras
re : intégrales 28-04-25 à 14:21

pour la 3b) je trouve e^{-\pi.n}-1
j'ai multiplié par n/n mais je n'arrive pas au résultat proposé!

Posté par
fph67
re : intégrales 28-04-25 à 18:12

Re-bonjour,

Pour la 3b), une primitive de e-nx est -e-nx/n !

Posté par
tetras
re : intégrales 29-04-25 à 15:23

Merci je vais pouvoir continuer

Posté par
tetras
re : intégrales 29-04-25 à 15:46

j'ai donc montré que  \int e^{-nx} dx=\frac{1-e^{-n\pi}}{n} sur [0;]
cette limite tend vers 0 quand n tend vers +oo

mais comment conclure vu que dans cette expression n'apparait pas sin(x) contrairement à l'expression de In?

j'avais aussi montré que In0

Posté par
fph67
re : intégrales 29-04-25 à 16:22

Tu parles des questions 4a) et 4b) ? Dans ce cas, il faut faire ce qui est demandé, c'est à dire commencer par les intégrations par parties. Mais est-ce que tu as vu cette méthode ? (Je pose la question car il me semble qu'elle n'était plus au programme de terminale pendant un certain temps).

Posté par
tetras
re : intégrales 29-04-25 à 17:20

seulement la 3c
lim en +oo In
on a -1sin(x)1
et la limite de l'intégrale qui tend vers 0
je vois bien que 0.(-1)=0 mais comment rédiger?
merci

Posté par
fph67
re : intégrales 29-04-25 à 18:06

Non, ce n'est pas la bonne démarche. Tu as montré que In est positif ou nul et que In est inférieur ou égal à (1-e-nx)/n, donc un terme qui tend vers 0 quand n tend vers l'infini. Tu ne vois pas un théorème qui pourrait t'aider ?

Posté par
tetras
re : intégrales 29-04-25 à 19:59

ah oui on a
0In \int e^{-nx} dx
donc d'après le théorème de l'encadrement la limite en +oo de In=0

Posté par
fph67
re : intégrales 29-04-25 à 20:16

C'est ça, mais, moi, j'aurais rappelé que l'intégrale tend vers 0. Tel quel, surtout sans mettre les bornes, il n'est pas évident que c'est le cas. Mais je pinaille...

Posté par
tetras
re : intégrales 01-05-25 à 15:57

oui bien sûr vu qu'on a montré que la limite de l'intégrale est 0.
ce n'est pas pinailler je pense...
merci



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