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Niveau Maths sup
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intégration

Posté par
bouh66
29-03-08 à 13:58

bonjour,

J'ose poser une question toute simple, qui me travaille

je cherche à démontrer l'existence d'une fonction, mais je n'ai absolument aucune idée de comment on fais, enfin si en fouinant dans des bouquins, j'ai cru comprendre que pour une intégrale il fallait chercher si elle est convergente ou non...mais je suis pas sûre...
ma fonction est:
F(x)=1/2*de 0 à pi/2 de e^(-x.sin(t)).dt

merci d'avance des pistes et idées que vous me donnerez.

Posté par
gui_tou
re : intégration 29-03-08 à 14:01

Salut

La fonction 3$t\to e^{-x.\sin(t) est continue sur 3$[0,\fr{\pi}{2}] donc l'intégrale 3$\Bigint_{[0,\fr{\pi}{2}]} e^{-x.\sin(t)} dt existe bel et bien, et donc F est parfaitement définie

Posté par
julian_7
re : intégration 29-03-08 à 14:02

Toute fonction continue admet des primitives là où elle es continue... cherche donc à regarder si ta fonction (de t) e^(-xsin(t) est continue sur [o ; pi/2]

Posté par
bouh66
re: dérivation 29-03-08 à 14:05

merci beaucoup maintenant je le saurais!

Posté par
bouh66
re: integration 29-03-08 à 15:17

bon je me permet de vous soumettre la suite, et les questions que je me pose qui vont avec...
on me demande de prouver que F(x) est décroissante et que quelque soit x appartenant a [0,+l'infini[: 0<=F(x)<= pi/4.

bon alors forcement pour la décroissante j'ai voulu dériver et faire une petite étude comme on nous l'apprend au lycée^^

donc pour la derivée comme je sais qu'elle est continue, de classe C1
si je dit que g(x)=e^(-x.sin(t)).dt
on aurait alors F'(x)=f(x)=G(pi/2)-G(0)?
mon problème c'est pour trouver la primitive -_-'
une IPP ne m'arrange pas.
je voulais utilisé mon cours qui me dit x->P(x).e^ax possède une primitive de la forme x-> Q(x).e^ax....
le problème c'est que Q doit être un polynôme,  que ici j'ai sin(t)...

je ne vois pas trop là
je continue de remplir mon brouillon mais un autre petit coup de pouce serait gentil

Posté par
gui_tou
re : intégration 29-03-08 à 15:24

Tu ne peux pas exprimer la dérivée de cettee fonction à l'aide de fonction usuelles

Fixe 3$x_1 et x_2 dans \bb{R tels que 3$x_1<x_2, et montre que 3$F(x_1)>F(x_2)

Pour montrer que 3^$\forall x\in[0,+\infty[,\;0\le F(x)\le \fr{\pi}{4}, cherche à majorer ou minorer correctement exp(-x.sin(t))

Posté par
bibien
re : intégration 29-03-08 à 15:36

Salut ,
        sinon tu peux utiliser le théorème de classe C1 des intégrales à paramètre.

Posté par
gui_tou
re : intégration 29-03-08 à 15:37

Salut bibien

Il dit quoi ce théorème ? (oui oui je suis inculte)

Posté par
bouh66
re : intégration 29-03-08 à 15:38

'  sinon tu peux utiliser le théorème de classe C1 des intégrales à paramètre.'

qu'est-ce que c'est que cette bête la?
merci

Posté par
bouh66
re : intégration 29-03-08 à 15:43

'Fixe  et  dans  tels que , et montre que"
bon mon idée de dérivée était pas géniale au final^^
je comprends bien se que tu me conseilles, mais je peux prendre n'importe quelle valeurs pour x1 et x2??

Posté par
gui_tou
re : intégration 29-03-08 à 15:44

Non non prends les quelconques, dans le cas général ^^

Posté par
bibien
re : intégration 29-03-08 à 15:45

il dit que si

   t -> exp(-x*sint) est C1 sur [0, Pi]
   x -> exp(-x*sint) est C1 sur R
  
   d
   -- (exp(-x*sint)) est majoré pas une fonction indépendante de x et
   dx          intégrable sur 0 ,Pi

alors l'intégrale est dérivable et vaut  

       d
int   -- (exp(-x*sint)) dt  sur 0 Pi
       dx
sauf erreur... j'ai pas mis les hypothèse les plus faibles, c'est un théorème qui est au programme de SPE MP, il doit l'etre dans les autre   SPE également.

Posté par
bibien
re : intégration 29-03-08 à 15:46

désolé, je ne suis pas un expert du latex :p

Posté par
gui_tou
re : intégration 29-03-08 à 15:49

Okédac merci

Mais la dérivée n'est pas exprimable avec des fonctions usuelles, si ?

Posté par
lyonnais
re : intégration 29-03-08 à 15:50

Salut gui_tou

Si, tu dérives pas rapport à x donc :

d(exp(-x.sin(t))/dx = -sin(t).exp(-x.sin(t))

Posté par
bibien
re : intégration 29-03-08 à 15:54

oui c'est ça, en dérivant une seconde fois on tombe sur un intégrant positif l'intégrale étant sur 0 ,Pi/2 elle est positive :

F''(x) = Int sin(t)^2.exp(-x.sin(t)) dt sur 0 Pi/2 >0

On a donc que les variation de F', je sais pas si ça permet d'avancer...

Posté par
gui_tou
re : intégration 29-03-08 à 15:57

Merci lyonnais et bibien

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : intégration 29-03-08 à 15:57

Salut

Pour les intégrales à paramètre et comme vient de dire bébien même on peut dériver sous le signe intégrale !

Si f(x,t) admet une dérivée partielle \Large\frac{\part f}{\part x} sur \Large I\times [a,b] continue alors la fonction g définie par: \Large g(x)\Bigint_{a}^{b}f(x,t)dt est de classe \Large C^1 et pour tout x on a: \Large g'(x)=\Bigint_a^b\frac{\part f}{\part x}(x,t)dt (et ça s'appelle Formule de Leibniz (aussi))

Et de façon plus générale, si f est de classe \Large C^n sur \Large I\times [a,b] alors g est de classe \Large C^n sur I et \Large\forall k\in\{1,...,n\} g^{(k)}(x)=\Bigint_a^b\frac{\part^k f}{\part x^k}(x,t)dt

ici : \Large f(x,t)=e^{-xsin(t)}

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : intégration 29-03-08 à 15:58

grillé euuuh 1, 2, 3 ... fois

Salut tout le monde !

Salut lyonnais ! ça fait longtemps !

Posté par
bibien
re : intégration 29-03-08 à 15:58

Merci c'est quand même plus clair en latex

Posté par
bouh66
re : intégration 29-03-08 à 15:58

"tu dérives pas rapport à x donc"
vu que c'est 'dt' c'est pas par rapport à 't' qu'on dérive?

Posté par
lyonnais
re : intégration 29-03-08 à 15:59

Pour résoudre ton problème, j'aurais essayé de partir autrement.

J'aurais transformé le exp(-x.sin(t)) grâce au développement exp(x) sur IR en série entière.

Et j'aurais appliquer le théorème de permutation somme/intégrale.

Il te suffiera après de calculer int(0,pi/2) (sin(t))^n dt , ce qui se fait en intégrant par partie pour avoir une relation de récurrence.

Bon courage

Posté par
bouh66
re : intégration 29-03-08 à 16:00

hum je ne peux pas me servir d'un théorème que je n'ai pas encore vu, je pense que ça se sera pas tres apprecié, mais je ne note quand meme sur mes fiches^^

Posté par
lyonnais
re : intégration 29-03-08 à 16:00

Salut monrow (oui, ça fait longtemps, révisions obliges !)

Posté par
gui_tou
re : intégration 29-03-08 à 16:00

Ma méthode n'est pas bien pour montrer que F est décroissante ?

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : intégration 29-03-08 à 16:01

lyonnais>> Bon courage alors ! ENS est sur ta route

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : intégration 29-03-08 à 16:05

guitou>> si si ... elle marche bien aussi ... et c'est celle-ci qu'il faut utiliser si bouh66 n'est pas en spé !

Posté par
bouh66
re: integration 29-03-08 à 16:06

exacte je suis en sup -_-'
je dois donc fixé x1 et x2 au final?
trop d'intelligence flotte ici je me perds dedans^^

Posté par
lyonnais
re : intégration 29-03-08 à 16:08

Désolé alors ... dans ton profil, il y a pourtant marqué que tu es en spé ...

Posté par
bouh66
re: integration 29-03-08 à 16:11

=> profil rectifié désolé <=

Posté par
bouh66
intégration 29-03-08 à 16:24

au final j'ai toujours pas compris (oui je sais je suis blonde)

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : intégration 29-03-08 à 16:32

Comme t'as dit guitou, on fixe \Large x_1 et \Large x_2 tels que \Large x_1\le x_2

pour \Large t\in [0,\frac{\pi}{2}], sin(t)\ge 0 donc: \Large sin(t)x_1\le sin(t)x_2

ce qui implique: \Large -sin(t)x_1\ge -sin(t)x_2 soit: \Large e^{-sin(t)x_1}\ge e^{-sin(t)x_2} en intégrant sur \Large [0,\frac{\pi}{2}], on a: \Large \Bigint_0^{\frac{\pi}{2}}e^{-sin(t)x_1}dt\ge \Bigint_0^{\frac{\pi}{2}}e^{-sin(t)x_2}dt

Ainsi: \Large F(x_1)\ge F(x_2)

Posté par
bouh66
intégration 29-03-08 à 16:36

MERCI!!!

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : intégration 29-03-08 à 16:37

pour ma part, pas de problème

Posté par
gui_tou
re : intégration 29-03-08 à 16:56

idem



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