Le théorème fondamental de l'analyse : calculer une intégrale

À propos de cette leçon

Terminale, mathématiques complémentaires › Intégration

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Le théorème fondamental de l'analyse : calculer une intégrale

Intégration. intégrale, méthode des rectangles, valeur moyenne, aire

Échauffement

Trois questions rapides sur des leçons déjà vues.

Découvrir

v(t)v(t) est une vitesse et s(t)s(t) la position, donc s′=vs' = v. L'aire sous la courbe de vv sur [a;b][a ; b] est la variation de position. Quelle expression lui correspond ?

  1. s(b)−s(a)s(b) - s(a)
  2. s(a)−s(b)s(a) - s(b)

L'idée clé

Pour calculer une intégrale, on utilise une primitive.

Si ff est continue sur [a;b][a ; b] et si FF est une primitive de ff, alors ∫abf(x) dx=[F(x)]ab=F(b)−F(a)\displaystyle\int_a^b f(x)\,\mathrm{d}x = \big[F(x)\big]_a^b = F(b) - F(a).

Exemple corrigé

Calcule ∫13(x2+1) dx\displaystyle\int_1^3 (x^2 + 1)\,\mathrm{d}x.

F(x)=x33+xF(x) = \dfrac{x^3}{3} + x
Une primitive.
F(3)−F(1)=12−43F(3) - F(1) = 12 - \dfrac{4}{3}
F(3) = 12 et F(1) = 4/3.
=323= \dfrac{32}{3}
On calcule.

À toi, guidé

À toi : ∫023x2 dx\displaystyle\int_0^2 3x^2\,\mathrm{d}x.

=8= 8
F(x) = x³ : F(2) − F(0).

Entraînement ★

  1. Calcule ∫05x2 dx\displaystyle\int_0^{ 5 } x^2\,\mathrm{d}x.
  2. Calcule ∫09x2 dx\displaystyle\int_0^{ 9 } x^2\,\mathrm{d}x.
  3. Calcule ∫08x2 dx\displaystyle\int_0^{ 8 } x^2\,\mathrm{d}x.

Attention !

Entraînement ★★

  1. Calcule ∫0π/5cos⁡x dx\displaystyle\int_0^{\pi/5} \cos x\,\mathrm{d}x. Donne la valeur exacte.
  2. Calcule ∫0π/3cos⁡x dx\displaystyle\int_0^{\pi/3} \cos x\,\mathrm{d}x. Donne la valeur exacte.
  1. Calcule ∫−14(2x+9) dx\displaystyle\int_{ -1 }^{ 4 } (2x + 9)\,\mathrm{d}x.
  2. Calcule ∫14(2x+7) dx\displaystyle\int_{ 1 }^{ 4 } (2x + 7)\,\mathrm{d}x.
  1. Problème final. Calcule l'aire du domaine compris entre la parabole y=4−x2y = 4 - x^2 et l'axe des abscisses.

Bilan

Trois questions pour vérifier que c'est acquis.

  1. Calcule ∫−14(2x+9) dx\displaystyle\int_{ -1 }^{ 4 } (2x + 9)\,\mathrm{d}x.
  2. Calcule ∫14(2x+7) dx\displaystyle\int_{ 1 }^{ 4 } (2x + 7)\,\mathrm{d}x.
  3. Calcule ∫−25(2x+8) dx\displaystyle\int_{ -2 }^{ 5 } (2x + 8)\,\mathrm{d}x.

Fiche résumé

Calcul d'une intégrale

∫abf(x) dx=[F(x)]ab=F(b)−F(a)\displaystyle\int_a^b f(x)\,\mathrm{d}x = \big[F(x)\big]_a^b = F(b) - F(a), avec F′=fF' = f.

Attention : borne du haut moins borne du bas ; vérifie les signes de la primitive.

CC BY-SA 4.0