Chapitre 1 : Fonctions réelles d'une variable réelle

Intégration

Définitions

Définition

Soit une fonction définie sur un intervalle , on appelle primitive de sur , toute fonction définie et dérivable sur , vérifiant :

.

Exemple

Soit la fonction définie sur donnée par :

. Sa fonction primitive est .

. Sa fonction primitive est .

Propriétés de la primitive

Soit une fonction définie et admet une primitive sur alors

  1. admet une infinité de primitives sur .

  2. Si est une primitive de il en est de même de ou est une constante.

  3. Si et sont deux primitives de sur un intervalle , alors il existe un réel tel que .

  4. Soit est une primitive de et soit , donc il existe une unique primitive de qui vérifie .

Définition

L'ensemble de toutes les primitives de la fonction est appelé intégrale indéfinie, notée par

.

Exemple

  • .

  • .

  • .

FondamentalThéorème d'existence de l'intégrale

Si la fonction définie et continue sur , alors admet une primitive sur .

Quelques primitives usuelles

Fonction 

Ensemble de definition

Primitive

ou

Soit est une fonction, alors

Définition

on appelle l'intégrale définie de sur le nombre réel est une primitive de on le note

.

Exemple

.

.

Propriétés de l'intégrale

Soient des fonctions intégrables sur et . Alors on a :

  1. .

  2. .

  3. .

  4. .

  5. .

Méthodes de calcul intégrales

1. Calcul à l'aide des primitives

Exemple

Calculer l'intégrale suivants :

On remarque que , comme , on écrit . Alors

.

2. Intégration par partie

FondamentalThéorème

Soit et deux fonctions de classe [1] sur , donc

.

Complément

La formule d'intégration par parties est basée sur la dérivée du produit de deux fonctions

.

Exemple

Calculer

On prend et . Donc et , alors

3. Changement de variable

FondamentalThéorème

Soit une fonction réelle de classe [1] définie sur un intervalle . Soit une fonction continue sur . Alors on a

.

Exemple

Calculer

On pose et

Donc .

4. Intégrale d'une fraction rationnelle

Définition

Une fraction rationnelle (FR[2]) est une fonction , définie par , ou et sont des polynômes à coefficients réels.

Méthode

Pour calculer l'intégrale de FR[2], on utilise la méthode suivante :

Décomposer une FR[2], en somme d'éléments simples les plus  possibles.

Il existe deux types d'élément simple :

  • Fraction d'éléments simples de première espèce (FS1[3]) : , ou  et

  • Fraction d'éléments simples de seconde espèce (FS2)[4] : , ou et .

Exemple

Calculer

On a

Donc

.

  1. Classe C1

    Une fonction est dite de classe C1 si elle est définie et dérivable sur un intervalle I et si sa dérivée f' est continue sur I.

  2. FR : Fraction rationnelle

  3. FS1 : Fraction simple de première espèce

  4. FS2 : Fraction simple de deuxième espèce

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