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Programme de mathématiques BCPST, première année · semestre 2

a) Notions d’intégrale

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191 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Intégrale d’une fonction continue et positive $f$ sur un segment $[a,b]$ : il s’agit de l’aire sous la courbe. Elle est notée $\int_a^b f(t)\,\mathrm{d}t$.
La notion d’aire est ici intuitive et ne doit pas soulever de question théorique.
Intégrale d’une fonction continue de signe quelconque.
Définition à partir de la partie positive et de la partie négative de la fonction.
Extension de la définition au cas $b \leqslant a$.
Sommes de Riemann sur $[a, b]$ :
$\displaystyle\int_a^b f(t)\,\mathrm{d}t = \lim_{n \to \infty} \frac{b - a}{n} \sum_{k=0}^{n-1} f\left(a + \frac{k}{n}(b - a)\right) = \lim_{n \to \infty} \frac{b - a}{n} \sum_{k=1}^{n} f\left(a + \frac{k}{n}(b - a)\right)$
La notion d’aire étant admise, on admettra la convergence de la suite des sommes de Riemann dans le cas $\mathscr{C}^0$ et on pourra la justifier dans le cas $\mathscr{C}^1$. On observera que la formule n’était pas si intuitive : les erreurs élémentaires vont en rapetissant, mais sont aussi de plus en plus nombreuses.
⇌ Algorithme de calcul approché d’une intégrale.
L2 Analyse Intégration solution

exo7 4350

Soit \(f:\R \to \R\) continue. On définit pour \(x \in \R^*\) et ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4351

Construire les courbes représentatives des fonctions suivantes :

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4352

Montrer qu’il existe un unique réel \(x \in {[0,\pi]}\) tel que ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4358

Soit \(f : {[0,+\infty[} \to \R\) continue telle que ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4362

On considère \(f(x)= \int_{t=0}^{+\infty}\frac{d t}{t^x(1+t)}\).

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4363

Soit \(\alpha \in \R\). Trouver la limite de ...

L2 Analyse Intégration

exo7 4370

Montrer, pour \(x>1\) : ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4372

Soit \(\alpha\in{]0,\frac\pi2[}\) et \(\lambda\in\R\). Chercher un équivalent pou ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4373

Soit \((a_n)_{n\in\N}\) la suite définie par \(a_0=1\) et ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4374

Soit \(u_n(t)\) le terme général d’une série : \(u_n(t)= t^{n-1}\sin(nx)\) avec ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4375

Soit \(f\) continue par morceaux définie sur \(\R\), à valeurs dans ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4379

Soit \(f : {[a,b]} \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^2\) et ...

L2 Analyse Intégration

exo7 4400

Soit \(f : {[0,1]} \to \R\) continue.

Chercher ...

L2 Analyse Intégration

exo7 4401

Pour \(n \in \N\) on pose ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 4421

On suppose que la série à termes positifs de terme général \(u_n\) est divergente et on pose ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 4445

Soit \(u_{n,k}\) le reste de la division du \(n\) par ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 4447

Donner un équivalent simple de \(\sum_{k=0}^{n-1}\frac1{n^2-k^2}\).

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 4449

Pour \(x > 1\) on note \(\zeta(x) = \sum_{k=1}^\infty \frac 1{k^x}\). En compa ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 4506

Déterminer la limite simple des fonctions \(f_n : x \mapsto \frac{x^ne^{-x}}{n!}\) sur ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions

exo7 4510

Soit \(f : {\R^+} \to \R\) continue, non identiquement nulle, telle que ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions

exo7 4517

Soit \(f : {[a,b]} \to \R\) continue telle que pour tout entier \(k\) on a ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions

exo7 4530

Soit \(\zeta(x) = \sum_{n=1}^\infty \frac1{n^x}\).

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 4556

Soit \(f : \R \to \R\) continue et \(2\pi\)-périodique. Pour ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 4560

[\(x\in\,]0,\pi[\), TPE MP 2005]

L2 Analyse Série entière solution

exo7 4607

A l’aide d’un développement en série entière, montrer que ...

L2 Analyse Série de Fourier

exo7 4628

Montrer que : \(\forall\ x \in \R,\ |\sin x| = \frac8\pi\sum_{n=1}^\infty \frac{\sin^2nx}{4n^2-1}\).

L2 Analyse Série de Fourier solution

exo7 4665

Déterminer la nature de la série de terme général \(u_n=(-1)^n \int_{t=0}^1 \cos (nt^2)\,d t\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5445

Soit \(f\) une application de classe \(C^1\) sur ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5446

Limites de ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5447

Soit \(f\) une fonction de classe \(C^2\) sur ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5448

On suppose que \(f\) est une fonction de classe \(C^1\) sur ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5449

Soit \(E\) l’ensemble des fonctions continues strictement positives sur \([a,b]\) ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 5453

Soit \(f\) une fonction continue sur \([a,b]\). Pour ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5454

Soit \(a\) un réel strictement positif et \(f\) une application de classe ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5455

Soit \(f\) continue sur \([0,1]\) telle que ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5456

Soient \(f\) et \(g\) deux fonctions continues par morceaux et positives sur ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 5460

Etude complète de \(F(x)=\int_{x}^{2x}\frac{dt}{\sqrt{t^4+t^2+1}}\).

L2 Analyse Intégration solution

exo7 5464

Déterminer \(\lim_{x\rightarrow 1}\int_{x}^{x^2}\frac{dt}{\ln t}\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5465

Soit \(f(t)=\frac{t^2}{e^t-1}\) si \(t\neq0\) et ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 5472

Etude de \(f(x)=\int_{-1}^{1}\frac{\sin x}{1-2t\cos x+t^2}\;dt\).

L2 Analyse Intégration solution

exo7 5473

Etude de \(f(x)=\int_{0}^{1}\mbox{Max}(x,t)\;dt\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5475

Pour \(n\) entier naturel, on pose \(In=\int_{0}^{\pi/4}\tan^nx\;dx\).

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5485

Sur \(\Rr[X]\), on pose \(P|Q=\int_{0}^{1}P(t)Q(t)\;dt\). Existe-t-il ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5712

Convergence et somme de la série de terme général \(u_n=\frac{\pi}{4}-\sum_{k=0}^{n}\frac{(-1)^k}{2k+1}\), ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5714

Etudier l’existence des intégrales suivantes.

1) (* ...
L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5721

Etude complète de \(f~:~x\mapsto\int_{x}^{x^2}\frac{1}{\ln t}\;dt\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5723

Soit \(f\) définie, continue, positive et décroissante sur \([1,+\infty[\), intég ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5733

Montrer que pour tout réel \(a > 0\), ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5737

Pour \(x\in]-1,1[\), on pose \(f(x)=\sum_{n=1}^{+\infty}x^{n^2}\). Trouver un équ ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5739

Montrer que \(\int_{0}^{1}x^{-x}\;dx =\sum_{n=1}^{+\infty}\frac{1}{n^n}\) et ...