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path: root/semestre 1/maths/4-intégration
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authorAnhgelus Morhtuuzh <anhgelus@anhgelus.world>2025-01-31 15:34:40 +0100
committerAnhgelus Morhtuuzh <anhgelus@anhgelus.world>2025-01-31 15:34:40 +0100
commitf1c0d57b427846a7aa9807b5b7bb4289212eed72 (patch)
treebecf89471ab7e66c4f96cf8c965274bf84058959 /semestre 1/maths/4-intégration
Ajout du premier semestre
Diffstat (limited to 'semestre 1/maths/4-intégration')
-rw-r--r--semestre 1/maths/4-intégration/cours.pdfbin0 -> 222020 bytes
-rw-r--r--semestre 1/maths/4-intégration/cours.tex243
2 files changed, 243 insertions, 0 deletions
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+++ b/semestre 1/maths/4-intégration/cours.pdf
Binary files differ
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new file mode 100644
index 0000000..50f21ef
--- /dev/null
+++ b/semestre 1/maths/4-intégration/cours.tex
@@ -0,0 +1,243 @@
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+%%
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+\renewenvironment{proof}{$\square$ \footnotesize\textit{Démonstration.}}{\begin{flushright}$\blacksquare$\end{flushright}}
+
+\title{Intégration}
+\author{William Hergès\thanks{Sorbonne Université - Faculté des Sciences, Faculté des Lettres}}
+
+\begin{document}
+ \maketitle
+ \tableofcontents
+ \newpage
+ \section{Définitions et théorèmes fondamentaux}
+ \begin{defn}
+ L'intégration de la fonction $f: [a,b]\to \mathbb{R}$ est l'aire de la région sous la courbe de $f$ et l'axe des absisses. On note ce nombre $$ \int^b_af(x)\mathrm{d}x $$
+
+ L'aire sous la courbe est :
+ $$ \lim_{n \to \infty} \sum_{i=1}^{n-1} f\left( \frac{b-a}{i} \right) \frac{b-a}{n} $$
+ \end{defn}
+
+ Ce calcul est apparenté au calcul des dérivés.
+ \begin{defn}
+ Soit $f:I\to \mathbb{R}$ avec $I$ un intervalle, on dit que $F:I\to \mathbb{R}$ est une primitive de $f$, i.e. $$ F'=f $$
+ \end{defn}
+ $F$ est toujours déterminée à une constante près.
+ \begin{thm}
+ Soit $f$ une fonction continue de $[a,b]$ dans $\mathbb{R}$.
+
+ Il existe toujours une primitive $F$ de $f$ sur $[a,b]$.\\
+ On a alors :
+ $$ \int^b_a f(t)\mathrm{d}t = F(b)-F(a) = [F(x)]_a^b $$
+ \end{thm}
+ \begin{proof}
+ Admis.
+ \end{proof}
+ Ce calcul ne dépend pas de la constance de $F$.
+ \section{Calculs}
+ \subsection{Propriétés}
+ \begin{props}
+ La propriété de Chasles est vraie pour les intégrales
+ \end{props}
+ \begin{proof}
+ \AQT
+ \end{proof}
+ \begin{props}
+ L'intégrale est linéaire
+ \end{props}
+ \begin{proof}
+ \AQT
+ \end{proof}
+ \begin{props}
+ Si $f\geqslant 0$, alors $\int f\geqslant 0$.
+
+ Si $f \geqslant g$, alors $\int f \geqslant \int g$.
+ \end{props}
+ \begin{proof}
+ \AQT
+ \end{proof}
+ \subsection{Intégration par partie}
+ \begin{thm}[IPP]
+ Soient $f,g$ deux fonctions intégrables sur $[a,b]$.
+
+ Alors~:
+ $$ \int_a^b f'(x)g(x)\mathrm{d}x = [(fg)(x)]^b_a-\int^b_af(x)g'(x)\mathrm{d}x $$
+ \end{thm}
+ \begin{proof}
+ Admis.
+ \end{proof}
+ \begin{exemple}
+ On a :
+ $$ \int_a^b te^{-t}\mathrm{d}t = [-te^{-t}]^b_a-\int^a_be^{-t}\mathrm{d}t $$
+ (en posant $f'(t)=e^{-t}$ et $g(t)=t$)
+ \end{exemple}
+ \subsection{Changement de variable}
+ \begin{thm}
+ Soit $f:[a,b]\to \mathbb{R}$ continue.
+
+ Pour toute fonction $\varphi:J\to [a;b]$ de classe $\mathcal{C}^1$ et tous $\alpha,\beta\in J$ tels que $\varphi(\alpha)=a$ et $\varphi(\beta)=b$ (sous réserve d'existence), on a : $$ \int^b_af(t)\mathrm{d}t = \int^{\beta}_{\alpha}f(\varphi(u))\varphi'(u)\mathrm{d}u $$
+ \end{thm}
+ Quand on a une intégrale trop compliqué, on fait un changement de variable.
+
+ \begin{lititle}
+ Méthode
+ \end{lititle}
+ On cherche à transformer $$ \int^b_a f(t)\mathrm{d}t $$ en $$ \int^{\beta}_{\alpha} g(u)\mathrm{d}u $$
+ \begin{enumerate}
+ \item On exprime $t$ en fonction de $u$ (i.e. il existe $\varphi$ tel que $t=\varphi(u)$).
+ \item On cherche $\alpha,\beta$ tel que $\varphi(\alpha)=a$ et $\varphi(\beta)=b$.
+ \item On vérifie que $\varphi$ est de classe $\mathcal{C}^1$ sur $[\alpha,\beta]$ et l’on calcule $\mathrm{d}t = \varphi'(u)\mathrm{d}u$, ce qui donne l’ancienne différentielle $\mathrm{d}t$ en fonction de la nouvelle $\mathrm{d}u$.
+ \item On transforme l’intégrant $f(t) \mathrm{d}t$ en remplaçant $\mathrm{d}t$ par $\varphi'(u) \mathrm{d}u$ et $t$ par $\mathrm{d}(u)$. On obtient ainsi un nouvel intégrant de la forme $g(u) \mathrm{d}u$.
+ \item On écrit la nouvelle intégrale et on obtient bien celle qu'on cherchait.
+ \end{enumerate}
+\end{document}