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chap12.tex

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\def\Oij{$\left(\text{O},\overrightarrow{\imath},\overrightarrow{\jmath}\right)$}
\def\Oijk{$\left(\text{O},~\overrightarrow{\imath},~\overrightarrow{\jmath},~
\overrightarrow{k}\right)$}
\def\Ouv{$\left(\text{O},~\overrightarrow{u},~\overrightarrow{v}\right)$}
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%Mise en forme des théorèmes proposition et autres, compilation ps,sans bclogo
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%Numérotation
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\textsc{\textbf{Propriété \arabic{numero}: }}}
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\textbf{Définition \arabic{numero1}: }}
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\textbf{Exemple \arabic{numero3}: }}
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\textsc{\textbf{Théorème \arabic{numero4} }}}
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\textsc{\textbf{Exercice \arabic{numero5}: }}}
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\newcommand{\coro }{
\addtocounter{numero6}{1}
\textsc{\textbf{Corollaire \arabic{numero6}: }}}
\def\R{{\mathbb R}} % les réels
\def\Q{{\mathbb Q}} % les rationnels
\def\Z{{\mathbb Z}} % les entiers relatifs
\def\D{{\mathbb D}} % les décimaux
\def\N{{\mathbb N}} % les entiers naturels
\def\C{{\mathbb C}} % les complexes
\def\c{{\mathcal C}} % pour les courbes
\def\demo{\underline{Démonstration :} }
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%mise en forme théorèmes etc.... environnement bclogo
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%titre éventuellement
\title{
{\rule{\larg}{2mm}}\vspace{7mm}
\begin{tabular}{p{2cm} r}
   & {\Huge {\bf {Cours de mathématiques}}} \\
   & \\
   & {\Huge \bf Terminale S1}
\end{tabular}\\
\vspace{2mm}
{\rule{\larg}{2mm}}
\vspace{2mm} \\
\begin{tabular}{p{11cm} r}
   & {\large \bf Année scolaire 2008-2009} \\
   & {\large mise à jour \today}
\end{tabular}\\
\vspace{5.5cm}
}
\author{\psshadowbox*[fillcolor=green,framearc=.50]{%
\begin{minipage}{\textwidth}
\smallskip
{\Large  {Jean-Marc Duquesnoy\footnote{\href{mailto:jean-marc.duquesnoy@ac-lille.fr}{jean-marc.duquesnoy@ac-lille.fr}}\hfill Lycée André  Malraux de Béthune}  }
\smallskip
\end{minipage}
}  }
\date{}
 
%Numérotation des paragraphes
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\renewcommand{\thesubsection}{\thesection .\Alph{subsection}}
\begin{document}
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\vspace{1cm}
 
\begin{tabular}{p{1cm} r}
   & {\Huge {\bf {Cours de mathématiques}}} \\
   & \\
   &{\huge \bf Terminale S1}\\
   & \\
   & {\Huge \bf \underline{Chapitre 12: Calcul Intégral}}
 
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\vspace{2mm} 
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\begin{tabular}{p{11cm} r}
   & {\large \bf Année scolaire 2008-2009} \\
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\vspace{2mm}
 
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\begin{figure}[h]
\centering
\includegraphics[scale=2.3]{lebesgue.ps}\includegraphics[scale=2.3]{riemann.ps}
\caption{Henri-Léon Lebesgue et Bernhard Riemann}
 
\end{figure}
 
 
\begin{center}\textit{\textbf{On les confond parfois \includegraphics[scale=1.2]{smh.eps}}}\end{center}
 
 
 
\date{}
 
\newpage
\tableofcontents
\vspace{3cm}
 
 
 \begin{bclogo}[arrondi=0.1,couleur=yellow!,logo=\bclampe,ombre=true,epOmbre=0.25,cadreTitre=true,couleurOmbre =black!30]{Informations sur la mise en page}
Le document s'inspire des nombreux livres de Terminale S des différentes éditions.
 Les figures de ce document ont été réalisées avec métapost et les macros de \textbf{J-M Sarlat} et en s'inspirant \textbf{très fortement de ce qui est fait ici par David Nivaud\footnote{le fichier de macros s'appelle toujours courbes.mp mais est différent du fichier courbes.mp des chapitres précédents}}:
 
\url{http://melusine.eu.org/syracuse/metapost/cours/nivaud/figTsc_integrale/}.
 
L'environnement  \textcolor{blue}{bclogo}, utilisé pour la réalisation de ce document, est téléchargeable ici: 
\url{http://melusine.eu.org/syracuse/wiki/doku.php/mc/bclogo}
 
 
\end{bclogo}
 
 
\newpage
\section{Chapitre 12: Calcul Intégral}
\subsection{Intégrale d'une fonction continue positive}
\subsubsection{Définition}
\begin{bclogo}[couleur=red!10,arrondi=0.1,logo=\bccrayon,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30]{\defi }Un repère orthogonal \Oij  \ ayant été fixé, une unité d'aire est définie de la manière suivante:
 
\includegraphics[scale=1.4]{fig.1}
\end{bclogo}
 
\begin{bclogo}[couleur=red!20,arrondi=0.1,logo=\bcbook,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30]{\defi }
 
 Soit $f$ une fonction continue et positive sur un intervalle $[a;b]$ et $C_f$ sa courbe représentative dans un repère orthogonal \Oij.
 
Le réel, noté $\displaystyle{\int_a^bf(x)\text{dx}}$, est l'aire, en unités d'aire, du domaine $\mathcal{D}$ délimité par 
$C_f$, l'axe des abscisses et les droites d'équations $x=a$ et $x=b$.
 
 
 
$\displaystyle{\int_a^bf(x)\text{dx}}$ se lit  somme de $a$ à $b$ de $f(x)\text{dx}$ \ ou  intégrale de $a$ à $b$ de $f$
 
\includegraphics[scale=1]{fig.2}
\vspace{0.2cm}
\end{bclogo}
 
 
\subsection{Intégrale d'une fonction continue négative}
\begin{bclogo}[couleur=red!30,arrondi=0.1,logo=\bcbook,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30]{\defi }
 Si $f$ est une fonction continue et négative sur $[a;b]$, on a la définition suivante:
 
\includegraphics[scale=1]{fig.3}
\end{bclogo}
\subsubsection{Intégrale d'une fonction continue de signe quelconque}
\begin{bclogo}[couleur=red!40,arrondi=0.1,logo=\bcbook,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30]{\defi }
Si $f$ est continue sur l'intervalle $[a;b]$, alors on définit $\int_a^bf(x)\text{dx}$ de la manière suivante:
 
\includegraphics[scale=1]{fig.4}\end{bclogo}
\begin{bclogo}[couleur=red!40,arrondi=0.1,logo=\bcbook,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30]{Remarque }On admet pour l'instant l'égalité suivante:
 
 si $f$ est une fonction continue sur $[a;b]$, alors, pour tout $c\in [a;b]$, $$\int_c^cf(x)\text{dx}=0$$
 
\end{bclogo}
 
\subsubsection{Cas d'une fonction en escalier}
\begin{bclogo}[couleur=red!30,arrondi=0.1,logo=\bcdanger,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30]{\defi }
Il est un cas où, si la fonction $f$ n'est pas continuesur $[a;b]$, on peut néanmoins définir  $\int_a^bf(x)\text{dx}$ , c'est le cas des fonctions en escalier.
 
Si $f$ est définie ainsi:\begin{enumerate}
 \item si $x\in[x_0;x_1[$,  $f(x)=c_1$
\item si $x\in[x_1;x_2[$,  $f(x)=c_2$
\item si $x\in[x_2;x_3[$,  $f(x)=c_3$
\item si $x\in[x_3;x_4]$,  $f(x)=c_4$
 
\end{enumerate}alors  $\int_a^bf(x)\text{dx}$=somme des aires des rectangles situés au-dessus de l'axe des abscisses-(somme des aires des rectangles en dessous de l'axe des abscisses)
 
 
 
\includegraphics[scale=1]{fig.5}\end{bclogo}
 
\subsection{Propriétés de l'intégrale}
\subsection{Propriété}
\begin{bclogo}[couleur=green!50,arrondi=0.1,logo=\bctakecare,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30,barre=snake]{\theo }
 On admet pour l'instant, la définition de l'intégrale ayant été donnée précédemment, que $$\int_a^bf(x)\text{dx}=-\int_b^af(x)\text{dx}$$
La notion de primitive nous permettra de valider cette propriété dans quelques instants.
\end{bclogo}
 
\subsubsection{Linéarité}
\begin{bclogo}[couleur=green!50,arrondi=0.1,logo=\bctakecare,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30,barre=snake]{\theo }
Si $f$ et $g$ sont deux fonctions continues sur $[a;b]$ et $\alpha$ un réel, alors on a: 
$$\int_a^bf(x)\text{dx}+\int_a^bg(x)\text{dx}=\int_a^b(f(x)+g(x))\text{dx}$$
et 
$$\int_a^b \alpha f(x)\text{dx}=\alpha \int_a^bf(x)\text{dx}$$\end{bclogo}
\subsubsection{Relation de Chasles}
\begin{bclogo}[couleur=green!20,arrondi=0.1,logo=\bctakecare,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30,barre=snake]{\theo }
Soit $f$ une fonction continue sur $[a;c]$, alors: 
 
\includegraphics[scale=1]{fig.6}
\end{bclogo}
\subsubsection{Intégrales et inégalités}
\begin{bclogo}[couleur=green!30,arrondi=0.1,logo=\bctakecare,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30,barre=snake]{\theo }
Si $f$ et $g$ sont continues sur $[a;b]$ et si, pour tout $x\in [a;b]$, $g(x)\leq f(x)$ alors on a:
 
\begin{center}\includegraphics[scale=0.85]{fig.7}\end{center}\end{bclogo}
\begin{bclogo}[couleur=green!30,arrondi=0.1,logo=\bctakecare,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30,barre=snake]{\theo: \textbf{Inégalités de la moyenne}} S'il existe $m$ et $M$ tels que, pour tout $x\in [a;b]$ $$m\leq f(x) \leq M$$ alors on a:
 
\begin{center}\includegraphics[scale=1]{fig.8}\end{center}
 
Il suffit de comparer les aires du domaine sous la courbe avec celles des triangles $ABCD$ et $ABEF$
\end{bclogo}
 
\subsubsection{Valeur moyenne d'une fonction}
\begin{bclogo}[couleur=green!80,arrondi=0.1,logo=\bcbook,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30]{\theo }
 Si $f$ est une fonction continue sur un intervalle $I$; $a$ et $b$ sont deux réels distincts de l'intervalle $I$.
 
Alors il existe un réel $c$ entre $a$ et $b$ tel que $\displaystyle{\int_a^bf(x)\text{dx}=(b-a)f(c)}$.
 
Le nombre $\displaystyle{\frac{1}{b-a}\int_a^bf(x)\text{dx}}$ est appelé \textbf{valeur moyenne de $f$ entre $a$ et $b$}.
\end{bclogo}
\begin{bclogo}[couleur=red!80,arrondi=0.1,logo=\bccrayon,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30]{Interprétation cinématique: la vitesse moyenne d'un mobile }
La vitesse moyenne d'un mobile est la valeur moyenne  de la vitesse, d'où:
$$\text{vitesse moyenne}=\dfrac{\text{distance parcourue}}{\text{durée du trajet}}=\dfrac{1}{t_2-t_1}\int_{t_1}^{t_2}v(t)\text{dt}$$
\end{bclogo}
 
\vspace{1cm}
 
\begin{bclogo}[couleur=green!50,arrondi=0.1,logo=\bclampe,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30,barre=snake]{Démonstration} On suppose la fonction $f$ croissante. (On admet le résultat dans le cas général.)
 
\underline{Premier cas :} $a<b$. Puisque $f$ est croissante, pour tout réel $x$ dans $[a;b]$, $$f(a)\leq f(x)\leq f(b)$$.
 
On a alors $$\displaystyle{f(a)(b-a)\leq \int_a^bf(x)\text{dx}\leq f(b)(b-a)}$$ et, puisque $b-a>0$, $$\displaystyle{f(a)\leq \frac{1}{b-a}\int_a^bf(x)\text{dx}\leq f(b)}$$. 
 
Le réel $\displaystyle{\frac{1}{b-a}\int_a^bf(x)\text{dx}}$ est dans l'intervalle $[f(a);f(b)]$, donc il existe $c$ dans $[a;b]$ tel que : $$\displaystyle{\frac{1}{b-a}\int_a^bf(x)\text{dx}=f(c)}$$.
 
\underline{Deuxième cas :} $a>b$. On procéde de la même manière que précédemment, à vous de le faire.
\end{bclogo}
\subsection{Primitives}
 
\subsubsection{Exemple}
On s'intéresse à la fonction $$f:x \in \mathbb R^+ \longmapsto 0.9\times e^{-0.9x}$$
Le but est double:
\begin{itemize}
 \item Introduire la notion de primitive.
\item Découvrir la fonction $f$ en vue du chapitre sur la loi exponentielle.
\end{itemize}
 
Soit $\mathcal A$ la fonction qui, à tout réel $x$ positif, associe  $\mathcal A(x)=\int_0^x 0.9 \ e^{-0.9t}\text{dt}$.
 
Alors, pour tout réel $a$ positif, le réel $\mathcal A(a+h)-\mathcal A(a)$ représente l'aire du domaine hachuré en vert ci-après. (on se place dans le cas où $h$ est strictement positif):
 
 
 
En utilisant les inégalités de la moyenne décrites plus haut, on peut écrire:
$$h\times f(a+h)\leq \mathcal A(a+h)-\mathcal A(a) \leq h \times f(a)$$
d'où 
$$f(a+h)\leq \dfrac{\mathcal A(a+h)-\mathcal A(a)}{h}\leq f(a)$$
De la même manière, en considérant $h$ strictement négatif, on obtient:
$$f(a)\leq \dfrac{\mathcal A(a+h)-\mathcal A(a)}{h}\leq f(a+h)$$
Si on fait tendre $h$ vers 0 et en tenant compte du fait que la fonction $f$ est continue sur $\mathbb R$, donc sur $\mathbb R^+$ en particulier, on obtient, après passage à la limite:
$$\lim_{h\to 0}\dfrac{\mathcal A(a+h)-\mathcal A(a)}{h}=f(a)$$
 
\begin{center}\includegraphics[scale=0.8]{fig.9}\end{center}
 
Ce qui nous permet de dire que la fonction $$\mathcal A:x\longmapsto \int_0^xf(t)\text{dt}$$ est dérivable sur $\mathbb R^+$ et vérifie $$\mathcal A'(x)=f(x)$$
La fonction $\mathcal A$ est appelée \textbf{primitive} de la fonction $f$ sur $\mathbb R^+$.
 
Cela nous permet aussi de calculer la valeur exacte de $\int_0^1f(t)\text{dt}$ que l'on avait seulement approchée par les méthodes des rectangles et de Monte-Carlo en utilisant \textsl{Scilab}. 
 
En effet, si l'on considère la fonction $F$, définie sur $\mathbb R$, par $$F(x)=\mathcal A(x) +e^{-0.9x}$$ on voit que, la fonction $F$ étant manifestement dérivable sur $\mathbb R^+$,  $F'(x)=0$, pour tout $x\geq 0$, donc
 
 $$F(x)=K(constante)=F(0)=1$$.
 
Autrement dit, $$\mathcal A(x)=1-e^{-0.9x} \ \text{pour tout} \ x\geq 0$$
or $$\int_0^1f(t)\text{dt}=\mathcal A(1)$$
donc $$\int_0^1f(t)\text{dt}=1-e^{-0.9}$$
 
 
\subsubsection{Définition}
\begin{bclogo}[couleur=yellow!50,arrondi=0.1,logo=\bcbook,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30]{\defi} $f$ est une fonction définie sur un intervalle $I$.
 
 La fonction $F$ est une \textbf{primitive} de $f$ sur $I$ si, pour tout $x$ dans $I$, $F'(x)=f(x)$.(implicitement, cela suppose que $F$ soit dérivable sur $I$)
 
\end{bclogo}
\vspace{0.2cm}
 
\begin{bclogo}[couleur=yellow!60,arrondi=0.1,logo=\bctakecare,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30,barre=snake]{\theo} Si $f$ est une fonction définie sur un intervalle $I$. Si $F$ est une primitive de $f$ sur $I$, alors $f$ admet une infinité de primitives. 
 
Les autres primitives de $f$ sur $I$ sont définies par $G(x)=F(x)+K$ où $K$ est une constante réelle.
\end{bclogo}
 
\vspace{0.1cm}
 
\demo $F$ est dérivable sur $I$ et $F'=f$. La fonction $G$ est aussi dérivable sur $I$ avec $G'=F'=f$. Donc $G$ est une primitive de $f$ sur $I$.
 
Inversement, si $G$ est une primitive de $f$ sur $I$ alors $G'=f=F'$ d'où $G'-F'=0$.
 
 La dérivée de $G-F$ est nulle sur l'intervalle $I$ donc $G-F$ est constante sur $I$, il existe donc un réel $K$ tel que pour tout $x$ de $I$, $G(x)-F(x)=K$, d'où le résultat.
 
\vspace{0.2cm}
 
\begin{bclogo}[couleur=yellow!80,arrondi=0.1,logo=\bctakecare,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30,barre=snake]{\theo } Soit $f$ une fonction admettant des primitives sur $I$.
 
Soient $x_0$ est un réel donné appartenant à $I$ et $y_0$  un réel quelconque.
 
 
 
Alors il existe \textbf{une unique primitive } $F$ de $f$ sur $I$ telle que $F(x_0)=y_0$.
\end{bclogo}
\vspace{0.1cm}
 
 
 
\vspace{0.2cm}
 
 
\subsection{Primitive d'une fonction continue}
 
\begin{bclogo}[couleur=yellow!90,arrondi=0.1,logo=\bctakecare,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30,barre=snake]{\theo}Soit $f$ une fonction continue sur un intervalle $I$; $a$ est un réel de $I$.
 
Alors la fonction $F$ définie sur $I$ par $\displaystyle{F(x)=\int_a^xf(t)dt}$ est l'unique primitive de $f$ sur $I$ telle que $F(a)=0$.\end{bclogo}
 
\vspace{0.1cm}
La démonstration de ce théorème sera vue en TD.
 
\vspace{0.2cm}
 
 
\subsection{Calculs de primitives}
 
Les opérations sur les fonctions dérivables et la définition d'une primitive conduisent aux résultats suivants:
\begin{itemize}
	\item si $F$ et $G$ sont des primitives des fonctions $f$ et $g$ sur un intervalle $I$, alors $F+G$ est une primitive de $f+g$ sur $I$.
	\item Si $F$ est une primitive de la fonction $f$ sur un intervalle $I$ et $\lambda$ un réel, alors $\lambda F$ est une primitive de $\lambda f$ sur $I$.
\end{itemize}
De même, les résultats connus sur les dérivées des fonctions usuelles donnent par  lecture inverse le tableau des primitives suivant:
 
\hspace{1cm}
\shadowbox{\begin{tabular}{|c|c|c|}
	\hline
	\textbf{Fonction $f$} & \textbf{Primitive $F$} & \textbf{Intervalle I}\\ \hline
	$a$ (constante) & $ax$ & $\R$ \\&& \\ \hline
	$x^n$ ($n\in\Z\setminus\{-1\}$) & $\dfrac{x^{n+1}}{n+1}$ &$\mathbb R$ si $n\geq 0$ et $]0;+\infty[$ ou $]-\infty;0[$ si $n<0$ \\ && \\ \hline
	$\dfrac{1}{\sqrt{x}}$ & $2\sqrt{x}$ & $]0;+\infty[$ \\ &&\\ \hline
	$\dfrac{1}{x}$ & $\ln x$ & $]0;+\infty[$\\&&  \\ \hline
	$e^x$ & $e^x$ & $\R$ \\&& \\  \hline
	$\sin x$ & $-\cos x$ & $\R$ \\ && \\ \hline
	$\cos x$ & $\sin x$ & $\R$ \\&& \\  \hline
	$1+\tan^2x=\dfrac{1}{\cos^2x}$ & $\tan x$ & $\left]-\dfrac{\pi}{2}+k\pi;\dfrac{\pi}{2}+k\pi\right[$ ($k\in\Z$)\\&& \\  \hline
\end{tabular}}
 
\vspace{0.2cm}
 
 Si $u$ est une fonction dérivable sur un intervalle $I$, on a alors:
 
\hspace{1cm}
\shadowbox{\begin{tabular}{|c|c|c|}
	\hline
	\textbf{Fonction $f$} & \textbf{Primitive $F$} & \textbf{Remarques}\\ &&\\ \hline
	$u'u^n$ ($n\in\Z\setminus\{-1\}$) & $\dfrac{u^{n+1}}{n+1}$ & si $n<0$, pour tout $x$ tel que $u(x)\neq 0$\\&&\\ \hline
	$\dfrac{u'}{\sqrt{u}}$ & $2\sqrt{u}$ & $u>0$ sur $I$\\ &&\\ \hline
	$\dfrac{u'}{u}$ & $\ln(|u|)$ &$u\neq 0$ sur $I$ \\&&\\  \hline
	$u'e^u$ & $e^u$ & \\&&\\  \hline
	$x\longmapsto u(ax+b)$ ($a\neq 0$) & $x\longmapsto \dfrac{1}{a}U(ax+b)$ & $U$ primitive de $u$ sur $I$\\&&\\  \hline
\end{tabular}}
 
\vspace{0.2cm}
\textbf{Remarque:} On peut ajouter à chaque primitive déterminée une constante $K$ pour obtenir toutes les primitives.
\subsection{Calculs d'intégrales}
 
\begin{bclogo}[couleur=green!50,arrondi=0.1,logo=\bctakecare,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30,barre=snake]{\theo}Si $f$ est une fonction continue sur un intervalle $I$, $F$ est une primitive de $f$ sur $I$, $a$ et $b$ sont deux réels de $I$. Alors :
 
	$$\displaystyle{\int_a^bf(x)dx=F(b)-F(a)}$$
\end{bclogo}
\vspace{0.2cm}
 
\begin{bclogo}[couleur=green!50,arrondi=0.1,logo=\bclampe,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30,barre=snake]{Démonstration} On sait que la fonction $\displaystyle{G:x\longmapsto \int_a^xf(t)dt}$ est la primitive de $f$ sur $I$ telle que $G(a)=0$. Si $F$ est une primitive de $f$ sur $I$, alors il existe $k\in\R$ tel que pour tout $x$ de $I$, $G(x)=F(x)+k$. Or $G(a)=0$, d'où $k=-F(a)$ et on obtient : $\displaystyle{\int_a^xf(t)dt=F(x)-F(a)}$.
 
En posant $x=b$, on obtient bien $\displaystyle{\int_a^bf(t)dt=F(b)-F(a)}$.
 
\end{bclogo}
\vspace{0.2cm}
 
\begin{bclogo}[couleur=green!50,arrondi=0.1,logo=\bcnote,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30]{Notation } $$\displaystyle{\int_a^b f(x)\text{dx}=[F(x)]_a^b=F(b)-F(a)}$$ \end{bclogo}
\begin{bclogo}[couleur=green!50,arrondi=0.1,logo=\bclampe,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30]{Remarque } Cela permet de valider la formule:$$\displaystyle{\int_a^b f(x)\text{dx}=[F(x)]_a^b=F(b)-F(a)}=-\int_b^af(x)\text{dx}=-(F(a)-F(b))$$ \end{bclogo}
\subsection{Intégration par parties}
 
\begin{bclogo}[couleur=yellow!,arrondi=0.1,logo=\bctakecare,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30,barre=snake]{\theo } Si $u$ et $v$ sont deux fonctions dérivables sur un intervalle $I$, telles que leurs dérivées $u'$ et $v'$ soient continues sur $I$.
 
 Alors pour tous réels $a$ et $b$ de $I$:
 
 
 
 $$\displaystyle{\int_a^bu(t)v'(t)\text{dt}=[u(t)v(t)]_a^b-\int_a^bu'(t)v(t)\text{dt}}$$.
 
\end{bclogo}
\vspace{0.2cm}
 
\begin{bclogo}[couleur=green!50,arrondi=0.1,logo=\bclampe,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30,barre=snake]{Démonstration} La fonction $uv$ est dérivable sur $I$ avec $(uv)'=u'v-uv'$.
 Ainsi $$uv'=(uv)'-u'v$$
 Puisque $uv'$, $(uv)'$ et $u'v$ sont continues sur $I$, on en déduit que :
 
 $$\displaystyle{\int_a^b(uv')(t)\text{dt}=\int_a^b[(uv)'(t)-(u'v)(t)]\text{dt}}$$
 
et par linéarité de l'intégration : $$\displaystyle{\int_a^b(uv')(t)\text{dt}=\int_a^b(uv)'(t)\text{dt}-\int_a^b(u'v)(t)\text{dt}}$$
 
Or $uv$ est une primitive de $(uv)'$ sur $I$, donc $$\displaystyle{\int_a^b(uv)'(t)\text{dt}=[u(t)v(t)]_a^b}$$
 
Ainsi, on obtient : $$\displaystyle{\int_a^bu(t)v'(t)\text{dt}=[u(t)v(t)]_a^b-\int_a^bu'(t)v(t)\text{dt}}$$
\end{bclogo}
\subsection{Calculs de volumes}
\begin{bclogo}[couleur=yellow!,arrondi=0.1,logo=\bclampe,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30,barre=snake]{Propriété }
 Dans un repère orthogonal $(O;\overrightarrow{OI};\overrightarrow{OJ};\overrightarrow{OK})$ de l'espace, le solide $\mathcal V$ est limité par les plans d'équations $z=a$ et $z=b$, $a<b$.
 
 $\mathcal S(z)$ désigne l'aire de la section du solide par le plan parallèle à $(OIJ)$ de cote $z$, avec $a\leq z \leq b$.
 
\includegraphics[scale=0.62]{fig.12}
 
L'unité de volume étant le volume du parallélépipède rectangle construit sur $O,I,J$ et $K$, de la même manière que pour définir l'unité d'aire dans le plan repéré, 
si $\mathcal S$ est une fonction continue sur l'intervalle $[a;b]$, alors on admet que le volume $V$ du solide $\mathcal V$ est égal à:
$$V=\int_a^b\mathcal S(z)\text{dz}$$
\end{bclogo}
\begin{bclogo}[couleur=red!40,arrondi=0.1,logo=\bccrayon,ombre=true,epOmbre=0.25,couleurOmbre =black!30,barre=snake]{Remarque }
 Nous verrons des exemples en T-D \includegraphics[scale=0.5]{sbh.eps}notamment concernant des solides de révolution et les solides de référence: boule, cone, pyramide..........
\end{bclogo}
 
\end{document}