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Programme de mathématiques MP, MPI

Intégration sur un intervalle quelconque

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119 exercices
Texte officiel du programme

L’objectif de cette section est triple :

  • définir, dans le cadre restreint des fonctions continues par morceaux, les notions d’intégrale convergente et d’intégrabilité sur un intervalle non compact ;
  • donner des outils efficaces de passage à la limite sous l’intégrale, en particulier le théorème de convergence dominée ;
  • compléter l’étude des séries de fonctions par celle des intégrales à paramètre.

La technique n’est pas un but en soi. On privilégie donc les exemples significatifs : transformées intégrales (Fourier, Laplace), intégrales eulériennes...

On évite tout excès de rigueur dans la rédaction. Ainsi, dans les calculs concrets mettant en jeu l’intégration par parties ou le changement de variable, on n’impose pas de rappeler les hypothèses de régularité des énoncés. De même, dans l’application des théorèmes de passage à la limite sous l’intégrale ou de régularité des intégrales à paramètre, on se limite à la vérification des hypothèses cruciales, sans insister sur la continuité par morceaux en la variable d’intégration.

Les fonctions sont à valeurs dans $\mathbb{K}$, corps des nombres réels ou des nombres complexes.

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

Calcul d'intégrale

Le but de l’exercice est de calculer l’intégrale : \[I = \int_0^1 \ln(t)\ln(1-t)\mathrm{d}t\] à l’aide d’un dével ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

Changement de variable, intégration par parties et intégrale impropre

On rappelle que \(\sin^3 t = \sin t\,(1 - \cos^2 t)\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 1280

Donner la nature des intégrales suivantes : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1282

Étude de : \[f:{\Rr}\rightarrow {\Rr}\] ...

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 1287

Soit \(f\) une fonction positive décroissante de \({\Rr}^{+}\) dans ...

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 1292

Soit \(f:[1,\infty [\rightarrow {\Rr}^{+}\) continue telle que ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1295

Montrer que si \(f:{\Rr}^{+}\rightarrow {\Rr}\) est uniformément continue, alors ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1297

Nature et calcul de : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1298

Convergence et calcul de : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1299

Soient \(f\) et \(g\) deux fonctions de ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1300

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

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1302

Soit \(f\in C({\Rr},{\Rr})\) telle que \(\int_{-\infty }^{\infty }f\) existe, mon ...

L2 Analyse Intégration

exo7 1914

Soient \(a,b>0\). Calculer l’aire de l’ellipse ...

L2 Analyse Intégration

exo7 1916

Soient \(0<a\le b, 0<c\le d,\) et ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 2084

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

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 2331

Sans les calculer, dire si les intégrales suivantes sont convergentes ou divergentes : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 2332

Sans les calculer, dire si les intégrales suivantes sont convergentes ou divergentes : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 2337

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

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 2338

Dire si les intégrales suivantes sont convergentes (en discutant éventuellement suivant la valeur des paramètres) : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 2339

Montrer la convergence des intégrales suivantes puis les calculer : ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4063

Soit \(E=\mathcal{C}(\R^+,\R)\), \(b\in \R\) et ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4239

Calculer pour tout \(n \in \N^*\) : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4268

\(\int_{-\infty}^{+\infty} \frac{ d t}{e^t+t^2e^{-t}}\) (cv)

...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4271

\(\int_0^1 \sqrt{ \frac{ t}{1-t} }\,d t = \frac{ \pi}{2}\)

...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4274

Soit \((a_k)\) une suite de réels telle que \(\sum_{k=0}^n a_k = 0\). Étudier la ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4278

Soit \(\alpha \in\, ]0,\pi[\) et ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4282

Soit \(f:\R \to \R\) continue, périodique de période \(T > 0\). On note ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4283

Soit \(f\) une application continue de \([1,+\infty[\) dans ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4285

Calculer \(\int_{t=1}^{+\infty} \frac{t-[t]}{t^2} \,d t\) en fonction de la constante d’Euler.

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4286

Soit \(\gamma\) la constante d’Euler. Montrer que …

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4287

Soit \(f : {[a,b[} \to {\R^+}\) continue croissante. On pose ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4290

Soit \(f : {\R^+} \to \R\). On pose, sous réserve de convergence, ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4291

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

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4292

Soit \(f : {\R^+} \to {\R^+}\) une fonction de classe \(\mathcal{C}^1\) vérifiant ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4293

Soit \(f : {[1,+\infty[} \to {\R^+}\) une fonction décroissante telle que ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4294

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

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4295

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

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4296

Soit \(f : {\R^+} \to {\R^+}\) continue ayant une limite finie en \(+\infty\). Mo ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4297

Soit \(f:\R \to \R\) continue par morceaux telle que ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4298

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

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4299

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

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4301

On pose \(f(x) = \int_{t=x}^{+\infty} \frac{e^{-t}}t \,d t\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4304

Nature et calcul de \(\int_{x=0}^{+\infty} \exp\Bigl(-\bigl(x-\frac 1x\bigr)^2\Bigr)\,d x\) ?

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4305

Existence de \(\int_{x=0}^{+\infty} \sin(x^4+x^2+x)\,d x\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4307

Soient \(I = \int_{u=0}^{+\infty} \frac{d u}{(1+u^2)(1+u^n)}\) et ...