🔴  Lives #BAC2024

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Primitives

Pour être à l'aise avec les primitives - Exercice 2

5 min
10
Déterminer les primitives de chacune des fonctions suivantes :
Question 1

f(x)=e2x+3ex4exf\left(x\right)=\frac{e^{2x}+3e^x-4}{e^x} sur I=];+[I=\left]-\infty;+\infty\right[ .

Correction
f(x)=e2x+3ex4exf\left(x\right)=\frac{e^{2x}+3e^x-4}{e^x} équivaut successivement à :
f(x)=e2xex+3exex4exf\left(x\right)=\frac{e^{2x}}{e^x}+\frac{3e^x}{e^x}-\frac{4}{e^x}
f(x)=ex+34exf\left(x\right)=e^x+3-\frac{4}{e^x}
f(x)=ex+34exf\left(x\right)=e^x+3-4e^{-x}
Il vient alors que :
F(x)=ex+3x4×(ex)+KF\left(x\right)=e^x+3x-4\times \left(-e^{-x}\right)+KKRK \in \mathbb{R}
Ainsi :
F(x)=ex+3x+4ex+KF\left(x\right)=e^x+3x+4e^{-x}+KKRK \in \mathbb{R}

Question 2

f(x)=tan(x)f\left(x\right)=\tan \left(x\right) sur I=]π2;π2[I=\left]-\frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2}\right[

Correction
Soit f(x)=tan(x)f\left(x\right)=\tan \left(x\right) que l'on peut également écrire : f(x)=sin(x)cos(x)f\left(x\right)=\frac{\sin \left(x\right)}{\cos \left(x\right)}
  • Une primitive de uu\frac{{\color{blue}{u'}}}{{\color{red}{u}}} est de la forme ln(u)\ln\left({\color{red}{|u|}}\right)
  • Soit x]π2;π2[x\in \left]-\frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2}\right[
    La fonction ff est de la forme uu\frac{{\color{blue}{u'}}}{{\color{red}{u}}} avec u(x)=cos(x){\color{red}{u\left(x\right)=\cos \left(x\right)}}.
    De plus, u(x)=sin(x){\color{blue}{u'\left(x\right)=-\sin \left(x\right)}} .
    f(x)=(sin(x)cos(x))f\left(x\right)=-\left(\frac{{\color{blue}{-\sin \left(x\right)}}}{{\color{red}{\cos \left(x\right)}}}\right) s'écrit alors
    f(x)=u(x)u(x)f\left(x\right)=-\frac{{\color{blue}{u'\left(x\right)}}}{{\color{red}{u\left(x\right)}}}
    Or une primitive de uu\frac{{\color{blue}{u'}}}{{\color{red}{u}}} est de la forme ln(u)\ln\left({\color{red}{|u|}}\right)
    Il en résulte donc qu'une primitive de ff sur ]π2;π2[\left]-\frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2}\right[ est :
    F(x)=ln(u(x))+KF\left(x\right)=-\ln \left({\color{red}{|u\left(x\right)|}}\right)+KKRK \in \mathbb{R}
    Ainsi :
    F(x)=ln(cos(x))+KF\left(x\right)=-\ln \left({\color{red}{|\cos \left(x\right)|}}\right)+KKRK \in \mathbb{R}

    Question 3

    f(x)=2cos2(x) f\left(x\right)=\frac{2}{{{\mathrm{cos}^2 \left(x\right)\ }}} sur I=]π2;π2[I=\left]-\frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2}\right[

    Correction
    • Soit x]π2;π2[x\in \left]-\frac{\pi }{2};\frac{\pi }{2}\right[ alors cos2(x) =1+tan2(x) {{{\mathrm{cos}^2 \left(x\right)\ }}}=1+{{\mathrm{tan}^2 \left(x\right)\ }}
    • (1+tan2(x) )=1cos2(x) dx=tan(x) \int\left(1+{{\mathrm{tan}^2 \left(x\right)\ }}\right)=\int\frac{1}{{{\mathrm{cos}^2 \left(x\right)\ }}}dx={\mathrm{tan} \left(x\right)\ }
    f(x)=2cos2(x) f\left(x\right)=\frac{2}{{{\mathrm{cos}^2 \left(x\right)\ }}}
    f(x)=2×1cos2(x) f\left(x\right)=2\times \frac{1}{{{\mathrm{cos}^2 \left(x\right)\ }}}
    f(x)=2×(1+tan2(x) )f\left(x\right)=2\times \left(1+{{\mathrm{tan}^2 \left(x\right)\ }}\right)
    Ainsi
    F(x)=2tan(x) +KF\left(x\right)=2{\mathrm{tan} \left(x\right)\ }+KKRK \in \mathbb{R}