Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau Maths sup
Partager :

Intégrales sales !

Posté par Mayo (invité) 28-09-05 à 19:48

Salut et merci d'être venu sur mon sujet. God will pay you back for it
Voilà une question d'ordre pratique:
Si on a une intégrale impropre aux deux bornes mais dont un connait une primitive, est-ce valable de prendre (u,v) \in I^{2} tels que u<v et de leur donner les roles de borne inf / sup puis de les faire tendre vers les points problematiques ?
D'ailleurs comment appelle ton ces points où ont lieu les impropriétés?
Critique? ou c'est autre chose ?
Merci par avance

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re:Intégrales sales ! 28-09-05 à 21:09

Soit: -\infty\le a<b\le+\infty et f une fonction admettant une primitive F sur ]a,b[
(*)Si les 2 limites 2$\fbox{l=\lim_{x\to a^+}F(x)\\L=\lim_{x\to b^-}F(x)} sont finies l'intégrale \int_{a}^{b}f(x)dx est convergente de valeur L-l (par définition) et on a:
3$\fbox{\forall(u,v)\in{]a,b[}^2\\ \lim_{u\to a^+\\v\to b^-}\int_{u}^{v}f(x)dx=\lim_{u\to a^+\\v\to b^-}F(v)-F(u)=L-l}.
(*)Attention ce résulat tombe en défaut si F n'admet pas de limite finie en a^+ ou b^-:
(-)\lim_{u\to+\infty}\int_{0}^{a+2\pi E(u)}\hspace{5}cos(x)dx=sin(a).
(-)\lim_{u\to+\infty}\int_{-u}^{u}\hspace{5}xdx=0 et \lim_{u\to+\infty}\int_{-u}^{u+\frac{1}{u}}\hspace{5}xdx=1.

Sauf erreur bien entendu

Posté par Mayo (invité)re : Intégrales sales ! 28-09-05 à 21:53

ok merci et une autre questioin la propriété des series disant que si le terme general ne tend pas vers 0 alors la serie diverge est étendable à l'univers des itégrales impropres?

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Intégrales sales ! 28-09-05 à 23:14

Soit:
3$\fbox{(u_n)_{n\ge n_0}\hspace{5}une\hspace{5}suite\hspace{5}numerique\\f\hspace{5}une\hspace{5}fonction\hspace{5}numerique\hspace{5}definie\hspace{5}sur\hspace{5}[a,+\infty[}
alors:
4$\fbox{la\hspace{5}serie\hspace{5}\Bigsum_{n\ge n_0}\hspace{5}u_n\hspace{5}converge\hspace{5}\Longrightarrow\hspace{5}\lim_{n\to+\infty}\hspace{5}u_n=0\\l'integrale\hspace{5}\int_{a}^{+\infty}\hspace{5}f(x)dx\hspace{5}converge\hspace{5}\Longrightarrow\hspace{5}\lim_{x\to+\infty}\hspace{5}f(x)=0}

Posté par gothmog (invité)re : Intégrales sales ! 28-09-05 à 23:44

Et bien non...
Une fonction intégrable sur un intervalle du type [a; +\infty[ ne tend pas nécessairement vers 0.
On trouve facilement des contre-exemples comme somme de séries de fonctions positives, par exemple
 \sum_{n=1}^\infty\frac{1}{n^3}\chi_{[n;n+1/n]}
 \chi_1 désigne l'indicatrice de A.

Posté par gothmog (invité)re : Intégrales sales ! 28-09-05 à 23:46

oups, c'est mal passé, je voulais dire bien sur
 \sum_{n=1}^\infty n\chi_{[n;n+1/n^3]}

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Intégrales sales ! 29-09-05 à 01:05

Bonsoir; effectivement gothmog je viens d'écrire une bétise je m'en excuse .
Ce n'est pas vrai mm avec f continue.
Par contre c'est vrai si f est monotone (croissante ou décroissante)

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Intégrales sales ! 29-09-05 à 02:30

Pour montrer l'implication dans le cas où f est décroissante par exemple on utilise le critére dit de cauchy pour la convergence des intégrales dont l'énoncé est le suivant:
4$\fbox{\int_{a}^{+\infty}\hspace{5}f(x)dx\hspace{5}converge\hspace{5}\Longleftrightarrow\hspace{5}\lim_{u,v\to+\infty}\int_{u}^{v}\hspace{5}f(x)dx=0}
(la preuve de cet énoncé utilise la complétude de \mathbb{R})
comme f est décroissante on peut écrire que:
3$\fbox{\forall u\ge a+1\\\int_{u}^{u+1}\hspace{5}f(x)dx\hspace{5}\le\hspace{5}f(u)\hspace{5}\le\hspace{5}\int_{u-1}^{u}\hspace{5}f(x)dx} et en faisant u\to+\infty on a le résultat.
la démonstration est similaire dans le cas où f est croissante.

Sauf nouvelle erreur bien entendu

Posté par
otto
re : Intégrales sales ! 29-09-05 à 03:16

On peut se convaincre très facilement que l'on a pas la convergence vers 0:

Soit f définie par f(x)=1/x^2 pour tout point non entier et f(entier)=1
On a pas de convergence de f vers 0 et pourtant f est intégrable sur [1,+oo[
A+



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 !