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  1. Fonction Gamma - Pour tout x>0x>0, on pose Γ(x)=∫0+∞tx−1e−tdt\Gamma (x) = \int_0^{+\infty} {t^{x-1} e^{-t}} dt (on admettra que l’intégrale converge). Montrer que Γ(x+1)=xΓ(x)\Gamma(x+1) = x \Gamma(x). Calculer la valeur de Γ(1)\Gamma(1). En déduire celle de Γ(n)\Gamma(n), pour tout entier n>0n>0.

  2. Soit a>0a>0 un réel, et n>0n>0 un entier. Montrer que ∫dt(x2+a2)n=1a2n−1∫cos⁡2n−2θdθouˋθ=arctan⁡xa.\int {dt \over (x^2 + a^2)^n} = {1 \over a^{2n-1}} \int \cos^{2n-2}\theta d\theta \qquad \mbox{\rm où}\qquad \theta = \arctan{x \over a}. En déduire la primitive de x+4(x2+2x+2)3\displaystyle{ x+4 \over (x^2+2x+2)^3 }.

  3. Soient xx et yy deux réels vérifiant 1>y>x>01>y>x>0. Calculer lim⁡x→0y→1∫xyln⁡t(1+t)1−t2dt.\lim_{x\to 0 \atop y\to 1} \int_x^y {\ln t \over (1+t)\sqrt{1-t^2}} dt.

  4. Soit ff une fonction continue et positive sur [0,+∞[[0, +\infty[. On pose pour tout x>0x>0 et tout entier n>0n>0 un(x)=[∫0xf(t)n dt]1/nu_n(x) = \left[ \int_0^x f(t)^n\ dt \right]^{1/n} et M(x)=sup⁡t∈[0,x]∣f(t)∣.M(x) = \sup_{t \in [0, x]} \left| f(t) \right|.

1

Montrer que un(x)≤M(x)x1/nu_n(x) \leq M(x) x^{1/n}.

2

En utilisant la continuité de ff, montrer que, quel que soit ε>0\varepsilon > 0, il existe δ>0\delta > 0 tel que un(x)≥δ1/n[M(x)−ε]u_n(x) \geq \delta^{1/n} [ M(x)-\varepsilon ].

3

En déduire que lim⁡n→+∞un(x)=M(x).\lim_{n \to +\infty} u_n(x) = M(x).

Exercice r78d

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