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Intégration sur un intervalle quelconque

Posté par Nike (invité) 28-05-07 à 21:23

Bonjour

j'ai quelques problèmes sur un exercice et j'aimerais un peu d'aide si possible

il faut que je calcul

lim 1/(x5 +1)n

avec l'intégrale allant de 0 à + l'infini
et pour la limite on a n qui tend vers + l'infini

j'avais pensé à faire le théorème de la convergence dominée mais je n'y arrive pas

Merci de votre aide d'avance

Posté par
fusionfroide
re : Intégration sur un intervalle quelconque 28-05-07 à 21:25

Salut

J'ai justement un exo qui y ressemble.

Où bloques-tu dans l'application du théorème ?

Posté par
jeanseb
re : Intégration sur un intervalle quelconque 28-05-07 à 21:28

Le théorème de convergence monotone devrait marcher sans problème, non?

Posté par Nike (invité)re : Intégration sur un intervalle quelconque 28-05-07 à 21:30

à cause justement du puissance n on ne peut pas connaitre la convergence de la fonction 1/((x5 + 1)n)

Posté par
fusionfroide
re : Intégration sur un intervalle quelconque 28-05-07 à 21:49

Oui il faut d'abord montrer que l'intégrale converge sinon ça n'a pas beaucoup d'intérêt...

Posté par
fusionfroide
re : Intégration sur un intervalle quelconque 28-05-07 à 22:01

En l'infini, on a: 4$\frac{1}{(1+x^5)^n} \sim \frac{1}{x^{5n}}

Or, 4$\Bigint \frac{1}{x^{5n}}dx < +\infty car 4$5n >1 pour 4$n \neq 0

En 0, 4$\frac{1}{(1+x^5)^^n}=o(\frac{1}{x^2}) car 4$\lim_{x \to 0} \frac{x^2}{(1+x^5)^n}=0

Posté par
fusionfroide
re : Intégration sur un intervalle quelconque 28-05-07 à 22:10

J'ai oublié de préciser, les bornes de mon intégrales vont de 1/2 à l'infini par exemple

Posté par Nike (invité)re : Intégration sur un intervalle quelconque 28-05-07 à 23:01

dans ce cas je pose fn(x) la fonction 1/((x5 + 1)n)

en précisant qu'elle converge vers 0 si x=0
et sinon elle converge vers 1/x²

dans ce cas je pose f(x) = 0 si x=0
et sinon f(x)=1/x² sinon

f est continue par morceaux

mais de là il faut prendre une fonction P telle que
|f(x)|<P non??

Posté par
jeanseb
re : Intégration sur un intervalle quelconque 28-05-07 à 23:02

Pourquoi n'utilisez-vous pas le théoreme de convergence monotone?Il permet de conclure immédiatement...

Posté par Nike (invité)re : Intégration sur un intervalle quelconque 28-05-07 à 23:08

c'est à dire???

Posté par
Rouliane
re : Intégration sur un intervalle quelconque 28-05-07 à 23:10

ici la suite n'est pas croissante, si ?

Posté par
perroquet
re : Intégration sur un intervalle quelconque 28-05-07 à 23:16

Bonjour, Nike et jeanseb.

> jeanseb: le théorème de convergence monotone n'est plus au programme de Spé. Il a disparu il y a deux ans (disparu des programmes de Spé).

>Nike: ce qu'il faut utiliser, c'est le théorème de convergence dominée. Tu majores ta fonction f_n=1/(x^5+1)^n sur [0,+l'infini[ par la fonction f_1 (indépendante de n et intégrable sur [0,+l'infini[). Il ne te reste plus qu'à calculer la limite de f_n, ce que tu as déjà fait, mais avec des fautes.

lim f_n(x)= 0  si   x>0
lim f_n(x)= 1  si   x=0

Posté par Nike (invité)re : Intégration sur un intervalle quelconque 28-05-07 à 23:29

dans ce cas là perroquet si je comprends bien on a donc

lim f_n(x)= 0  si   x>0
lim f_n(x)= 1  si   x=0

de là j'applique le théorème de la convergence dominée en disant qu'avec une application f continue par morceaux j'ai:

Pour tout x compris entre 0 et + l'infini la suite (fn) converge vers f donc

f(x)= 0  si   x>0
f(x)= 1  si   x=0

et de là il me suffit de trouver une application P tel que |fn|<P

Posté par
perroquet
re : Intégration sur un intervalle quelconque 28-05-07 à 23:35

Oui, et je t'ai donné l'application P.
P=f_1.

Posté par Nike (invité)re : Intégration sur un intervalle quelconque 29-05-07 à 00:06

ce que je ne comprends pas c'est au final ce que vaut finalement la limite de l'intégrale de 1/((x5 + 1)n)

car dans le théorème de la convergence dominée cela vaudrait à l'intégrale de f(x) donc dans notre cas l'intégrale de 1

mais les bornes sont de 0 à + l'infini

Posté par
perroquet
re : Intégration sur un intervalle quelconque 29-05-07 à 00:09

Cette limite vaut l'intégrale de f sur [0,+l'infini[.
f est nulle, sauf en un point. Son intégrale vaut donc 0.

Posté par Nike (invité)re : Intégration sur un intervalle quelconque 29-05-07 à 00:14

d'accord je comprends tout maintenant

encore merci

Posté par
perroquet
re : Intégration sur un intervalle quelconque 29-05-07 à 00:17

Posté par Nike (invité)re : Intégration sur un intervalle quelconque 29-05-07 à 00:27

pendant que j'y suis j'ai un autre problème pour la suite de mon problème ^^

en fait soit f une application de [0;+ l'infini[ sur R positive et décroissante telle que son intégrale de 0 à + l'infini converge

et je dois montrer que f(x)=o(1/x²)

je ne vois pas comment on peut introduire ce o

Posté par
Rouliane
re : Intégration sur un intervalle quelconque 29-05-07 à 10:49

Bonjour,

Tu dois bien montrer que c'est un o(1/x²) ? Pas plutot un o(1/x) ?

Sinon, il doit falloir utiliser le critère de Cauchy

Posté par
jeanseb
re : Intégration sur un intervalle quelconque 29-05-07 à 11:44

Citation :
jeanseb: le théorème de convergence monotone n'est plus au programme de Spé

Merci du renseignement perroquet!



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