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Niveau terminale
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Intégration.

Posté par
Ratalogh
20-01-20 à 22:19

Bonsoir à tous, et bonne année en retard.

Je replonge dans mes cours afin de préparer un concours.

Un exercice me pose problème : on me demande d'intégrer une fonction avec un cosinus et une multiplication, j'ai beaucoup de mal.

Voyez :

f(x)=(2+cosx)e^(1-x)

Soit A l'aire de la partie du plan délimitée par la courbe C représentant f, l'axe des abcisses et les droites d'équation x = 0 et x = 1. On a, en unité d'aire :

A) A=2e-2-\int_{0}^{1} (cost)e^(1-t) dt
B) A=2e-2+\int_{0}^{1}(cost)e^(1-t) dt
C) A=2e-2+sin1
D) A=2e-2-sin1

Absolument aucune idée de comment procéder, sachant que je ne sais comment intégrer cette satanée fonction f(x).

Posté par
LeHibou
re : Intégration. 20-01-20 à 22:47

Bonsoir,

Pour intégrer f, commence par la séparer en 2 termes :
f(x) = 2exp(1-x) + cos(x)exp(1-x)
Le 1er terme s'intègre immédiatement
pour le 2ème terme, pose à priori une primitive de la forme :
(acos(x) + bsin(x))exp(1-x)
Et détermine a et b par identification en écrivant que :
((acos(x) + bsin(x))exp(1-x))' = cos(x)exp(1-x)

Posté par
Ratalogh
re : Intégration. 20-01-20 à 23:31

Merci.

A quelle règle mathématique fait référence cette formule ? Je ne l'ai jamais vue.

Je parle bien de ((acos(x) + bsin(x))exp(1-x))' = cos(x)exp(1-x)

Posté par
LeHibou
re : Intégration. 20-01-20 à 23:56

Ce n'est pas une règle particulière, simplement si tu dérives une expression de la forme :
(acos(x) + bsin(x))exp(px+q)
tu vas trouver une expression de la forme :
(Acos(x) + Bsin(x))exp(px+q)
D'où l'idée de chercher des primitives des cos(x)exp(px+q) et sin(x)exp(px+q) de la forme :
(acos(x) + bsin(x))exp(px+q)
en procédant par dérivation et identification.

Il y a des méthodes analogues pour les primitives des P(x)exp(px+q) où P(x) est un polynôme en x,
avec des expressions de la forme Q(x)exp(px+q) où Q est également un polynôme en x du même degré que P.

Posté par
LeHibou
re : Intégration. 20-01-20 à 23:59

Et une autre méthode pour intégrer un cos(x)exp(px+q) :
deux IPP successives, je te laisse chercher un peu dans cette direction-là...

Posté par
Ratalogh
re : Intégration. 21-01-20 à 20:03

Rebonsoir.

J'ai décidé de prendre la méthode des IPP, qui me semble peut-être plus facile et intuitive (à tort ou à raison, je ne saurai dire).

D'après la règle : \int_{a}^{b} uv' = [uv]_{a}^{b} - \int_{a}^{b} u'v

Cela nous donne, en choisissant e^{1-x} = v' et (2+cos(x)) = u

\int_{0}^{1} (2+cos(x))e^{1-x} = [-e^{1-x}(2+cos(x))]_{0}^{1}-\int_{0}^{1}e^{1-x}(2x+sin(x))

Ai-je bon jusque là ?

Posté par
LeHibou
re : Intégration. 21-01-20 à 20:15

Bonsoir,

Ca ne marchera pas comme ça, le terme 2x va te gêner.
Si tu veux appliquer la méthode de la doubler IPP, il faut l'appliquer à la recherche d'une primitive de cos(x)exp(1-x)       (voir mon post du 20/01 à 22h47)
Ceci dit, la méthode par identification est BEAUCOUP plus rapide : une dérivation, une identification, et un système de 2 équations à 2 inconnues...
Je te conseille de tester les deux pour te rendre compte par toi-même.

Posté par
carpediem
re : Intégration. 22-01-20 à 15:34

salut

f(x) = (\cos x + 2)e^{1 - x} 
 \\ 
 \\ f'(x) = -(\cos x + \sin x + 2)e^{1 - x}
 \\ 
 \\ f''(x) = ... \sin x e^{1 - x}

donc f(x) + f'(x) = -f''(x) \iff f(x) = -f'(x) - f''(x)

il est donc aisé d'obtenir une primitive de f ...

Posté par
FerreSucre
re : Intégration. 24-01-20 à 12:36

Sinon :

\int_{0}^{1}{(cosx + 2)e^{1-x}}dx = \int_{0}^{1}{cos(x)e^{1-x}}dx + \int_{0}^{1}{2e^{1-x}}dx

La deuxième est facilement intégrable, la première il faudrait faire *****message modéré***tu es incorrigible ! ? on ne fait pas à la place de ...*****



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