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ExerciceTerminale, chapitre 6 — Calcul intégral · Intégrale d'une fonction continue sur un segment

Exercice 17

Calcul

Calculer les intégrales suivantes, en reconnaissant au préalable une forme composée.

a) ∫012x ex2  dx\displaystyle\int_{0}^{1}2x\,\mathrm{e}^{x^{2}}\,\,\mathrm{d}x

b) ∫01xx2+1  dx\displaystyle\int_{0}^{1}\dfrac{x}{x^{2}+1}\,\,\mathrm{d}x

c) ∫01(2x+1)(x2+x+1)2 dx\displaystyle\int_{0}^{1}(2x+1)\left(x^{2}+x+1\right)^{2}\,\mathrm{d}x

d) ∫01e2x  dx\displaystyle\int_{0}^{1}\mathrm{e}^{2x}\,\,\mathrm{d}x

e) ∫03xx2+16  dx\displaystyle\int_{0}^{3}\dfrac{x}{\sqrt{x^{2}+16}}\,\,\mathrm{d}x

f) ∫1212x+1  dx\displaystyle\int_{1}^{2}\dfrac{1}{2x+1}\,\,\mathrm{d}x

g) ∫01x+1x2+2x+3  dx\displaystyle\int_{0}^{1}\dfrac{x+1}{x^{2}+2x+3}\,\,\mathrm{d}x

h) ∫01e−x  dx\displaystyle\int_{0}^{1}\mathrm{e}^{-x}\,\,\mathrm{d}x

Corrigé

a) Forme u′ euu'\,\mathrm{e}^{u} avec u(x)=x2u(x)=x^{2} : ∫012x ex2 dx=[ex2]01=e1−e0=e−1≈1,718\int_{0}^{1}2x\,\mathrm{e}^{x^{2}}\,\mathrm{d}x=\left[\mathrm{e}^{x^{2}}\right]_{0}^{1} =\mathrm{e}^{1}-\mathrm{e}^{0}=\boxed{\mathrm{e}-1\approx 1{,}718}

b) Forme u′u\dfrac{u'}{u} à un facteur 12\dfrac{1}{2} près, avec u(x)=x2+1>0u(x)=x^{2}+1>0 : ∫01xx2+1 dx=[12ln⁡(x2+1)]01=12ln⁡(2)−12ln⁡(1)=ln⁡(2)2≈0,347\int_{0}^{1}\frac{x}{x^{2}+1}\,\mathrm{d}x =\left[\frac{1}{2}\ln\left(x^{2}+1\right)\right]_{0}^{1} =\frac{1}{2}\ln(2)-\frac{1}{2}\ln(1)=\boxed{\frac{\ln(2)}{2}\approx 0{,}347}

c) Forme u′ u2u'\,u^{2} avec u(x)=x2+x+1u(x)=x^{2}+x+1 : ∫01(2x+1)(x2+x+1)2dx=[(x2+x+1)33]01=273−13=263\int_{0}^{1}(2x+1)\left(x^{2}+x+1\right)^{2}\mathrm{d}x =\left[\frac{\left(x^{2}+x+1\right)^{3}}{3}\right]_{0}^{1} =\frac{27}{3}-\frac{1}{3}=\boxed{\frac{26}{3}}

d) ∫01e2x dx=[e2x2]01=e22−12=e2−12≈3,195\displaystyle\int_{0}^{1}\mathrm{e}^{2x}\,\mathrm{d}x =\left[\frac{\mathrm{e}^{2x}}{2}\right]_{0}^{1}=\frac{\mathrm{e}^{2}}{2}-\frac{1}{2} =\boxed{\frac{\mathrm{e}^{2}-1}{2}\approx 3{,}195}

e) Forme u′u\dfrac{u'}{\sqrt{u}} à un facteur 12\dfrac{1}{2} près, avec u(x)=x2+16u(x)=x^{2}+16 : ∫03xx2+16 dx=[x2+16]03=25−16=5−4=1\int_{0}^{3}\frac{x}{\sqrt{x^{2}+16}}\,\mathrm{d}x =\left[\sqrt{x^{2}+16}\right]_{0}^{3}=\sqrt{25}-\sqrt{16}=5-4=\boxed{1}

f) ∫1212x+1 dx=[12ln⁡(2x+1)]12=12(ln⁡(5)−ln⁡(3))=12ln⁡ ⁣(53)≈0,255\displaystyle\int_{1}^{2}\frac{1}{2x+1}\,\mathrm{d}x =\left[\frac{1}{2}\ln(2x+1)\right]_{1}^{2}=\frac{1}{2}\left(\ln(5)-\ln(3)\right) =\boxed{\frac{1}{2}\ln\!\left(\frac{5}{3}\right)\approx 0{,}255}

g) Avec u(x)=x2+2x+3=(x+1)2+2>0u(x)=x^{2}+2x+3=(x+1)^{2}+2>0 et u′(x)=2x+2u'(x)=2x+2 : ∫01x+1x2+2x+3 dx=[12ln⁡(x2+2x+3)]01=12(ln⁡(6)−ln⁡(3))=ln⁡(2)2≈0,347\int_{0}^{1}\frac{x+1}{x^{2}+2x+3}\,\mathrm{d}x =\left[\frac{1}{2}\ln\left(x^{2}+2x+3\right)\right]_{0}^{1} =\frac{1}{2}\left(\ln(6)-\ln(3)\right)=\boxed{\frac{\ln(2)}{2}\approx 0{,}347}

h) ∫01e−x dx=[−e−x]01=−e−1+1=1−1e≈0,632\displaystyle\int_{0}^{1}\mathrm{e}^{-x}\,\mathrm{d}x=\left[-\mathrm{e}^{-x}\right]_{0}^{1} =-\mathrm{e}^{-1}+1=\boxed{1-\frac{1}{\mathrm{e}}\approx 0{,}632}

Dans l'édifice

Thèmes

intégrale, exponentielle

Notions

intégrable au sens de Riemann, exponentielle

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