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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.
L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1274

Soit \(f :[0,1]\rightarrow { \Rr}\) une fonction continue telle que \(f(0)=0 .\) ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1275

Soit \(f :[a,b]\rightarrow { \Rr}\) une fonction intégrable.

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1276

Soit \(f :[0,1]\rightarrow { \Rr}\) une fonction continue. Montrer que ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1277

Soit \(f :[a,b]\rightarrow { \Rr}\) une fonction de classe \(C^1\) telle que ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1284

Soit \(f\) une application continue de \({\Rr}^{+}\) dans ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1286

Donner un exemple d’une fonction continue positive telle que : \[\int_{0}^{\infty }f(u)du\] existe mais telle qu’ ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1288

Soit \(f\) une application continue par morceaux de \({\Rr}^{+}\) dans ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1289

Soit \(f\) une application continue de \({\Rr}^{+}\) dans ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1290

Étudier la nature de \[\int_{0}^{\infty }\frac{\sin t}{t^{\alpha }}dt\] selon ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1294

Soit \(f:]0;1] \rightarrow {\Rr }\) continue et monotone, telle que ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1300

Soit \(f:{\Rr}^{+}\rightarrow {\Rr}\) continue, tendant vers \(\ell\) en ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1301

Calculer : ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 1462

Soit \(E = \left\{ f : \Rr \rightarrow \Rr \text{ continue $2\pi$-périodique}\right\}\). Montrer que ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 1492

Calculer : \[\inf\limits_{(a,b)\in {\Rr}^{2}}\int_{0}^{1}x^{2}\left| \ln x-ax-b\right|^{2}dx.\]

L3 Optimisation Fonction convexe

exo7 1739

Soit \(g\in C({\Rr},{\Rr})\), montrer que \(g\) est convexe si et seulement si : ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 1941

Le but de cet exercice est de montrer la convergence de l’intégrale généralisée suivante ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2049

Tracer la courbe paramétrée définie par : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 2081

Soit \(f\) la fonction définie sur \([0,4]\) par ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 2082

Soient les fonctions définies sur \(\R\), ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 2083

Calculer l’intégrale de \(f:[a,b]\rightarrow \R\) comme limite de sommes de Riemann-Darboux dans les cas suivants: ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 2084

Les fonctions suivantes sont-elles intégrables au sens de Riemann?

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 2086

Soit \(f:[a,b]\rightarrow \R\) continue, positive; on pose ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 2093

Soit \(F(x)=\displaystyle \int_x^{x^2}\frac{1}{\ln t}d t\)

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 2098

Calculer \(\int_{-R}^R\sqrt{R^2-x^2}d x\) (on posera \(\theta =\arcsin \frac xR\) ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 2099

Calculer l’aire de la région délimitée par les courbes d’équation \(\displaystyle y=\frac{x^2}2\) et ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 2315

Soit \(f\) une fonction continue définie sur un intervalle borné ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 2316

Soit \(f\) une fonction continue sur l’intervalle \([a,b]\subset\Rr\), à valeurs ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 2324

Soient \(f\) et \(g\) deux fonctions réelles périodiques de période ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 2328

Soient \(a \neq 0\) un réel, et \(y>x>0\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 2333

Soit \(n \ge 0\) un entier. Montrer que l’intégrale ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 2334

On définit \[F(x) = \int_0^x {\sin t\over t}\ dt\] et pour tout \(n \in \Nn\), o ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 2337

Soit \(\varphi\) la fonction définie sur \(\left[0,1\right[\) par ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 2722

Montrer qu’il existe deux réels \(\alpha\), \(\beta\), tels que pour tout ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3676

Soient \({f_1,f_2,\dots,f_n} : {[0,1]} \to {\R}\) continues.

Existe-t-il ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3828

Soit \(\varphi : {\R^n} \to \R\) définie par ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3836

Soit \(E\) l’ensemble des fonctions : \([a,b] \to \R^{+*}\) continues et ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 3939

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

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 3957

Soit \(f:\R \to \R\) dérivable telle que \(f(0) = 0\). Chercher ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 3977

Montrer que pour tout \(x\) réel, il existe \(a(x)\) unique tel que ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 4003

Soit \(f\) continue et croissante sur \(\R^+\). On pose ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4073

Trouver les applications \(g : {\R^+} \to {\R^+}\) continues vérifiant pour tout ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4078

Soit \(E = \{ \text{fcts : } [0,1] \to \R \text{ continues } \}\) et ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4088

Soient \(f,g\) deux fonctions continues et \(a\in\R\) vérifiant : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4220

Soit \(f : {[a,b]} \to \R\) continue telle que pour toute fonction ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4221

Soit \(f : {[a,b]} \to \R\) continue non identiquement nulle, telle que : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4223

Soit \(f : {[a,b]} \to \R\) continue et \(g : \R \to \R\) continue convexe.

...
L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4225

Chercher \(\lim_{x \to 0^+} \int_{t=x}^{2x} \frac{\cos t\,\ln(1+t^2)}{\sin^2t\,\sh t}\,d t\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4227

Soit \(f : {[a,b]} \to {[c,d]}\) continue, bijective, strictement croissante.

Calculer ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4228

Trouver \(\lim_{n\to\infty} \frac 1{n+1} + \frac 1{n+2} + \dots + \frac 1{kn}\) pour ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4229

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