Primitives et calcul intégral

Calculs d'intégrales - Exercice 2

10 min
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On considère la fonction ff continue sur ];+[\left]-\infty ;+\infty \right[ définie par f(x)=ex(2x)+6f\left(x\right)=e^{-x} \left(-2-x\right)+6
Question 1

Soit FF la fonction sur ];+[\left]-\infty ;+\infty \right[ définie par F(x)=ex(x+3)+6x1F\left(x\right)=e^{-x} \left(x+3\right)+6x-1.
Montrer que FF est une primitive de la fonction ff.

Correction
Nous allons dériver FF.
On reconnait la forme : (uv)=uv+uv\left(uv\right)'=u'v+uv' avec u(x)=exu\left(x\right)=e^{-x} et v(x)=x+3v\left(x\right)=x+3.
On note w(x)=6x1w\left(x\right)=6x-1
Ainsi : u(x)=exu'\left(x\right)=-e^{-x} et v(x)=1v'\left(x\right)=1, enfin w(x)=6w'\left(x\right)=6
Il vient alors que :
F(x)=ex(x+3)+ex+6F'\left(x\right)=-e^{-x} \left(x+3\right)+e^{-x} +6 équivaut successivement à :
F(x)=ex(x3+1)+6F'\left(x\right)=e^{-x} \left(-x-3+1\right)+6
F(x)=ex(x2)+6F'\left(x\right)=e^{-x} \left(-x-2\right)+6
On remarque que :
F(x)=f(x)F'\left(x\right)=f\left(x\right)

Cela signifie qu'une primitive de ff est la fonction FF.
Question 2

Calculer ensuite I=01(f(x))dxI=\int _{0}^{1}\left(f\left(x\right)\right) dx

Correction
I=01(f(x))dxI=\int _{0}^{1}\left(f\left(x\right)\right) dx équivaut successivement à :
I=F(1)F(0)I=F\left(1\right)-F\left(0\right)
I=(e1(1+3)+61)(e0(0+3)+6×01)I=\left(e^{-1} \left(1+3\right)+6-1\right)-\left(e^{0} \left(0+3\right)+6\times 0-1\right)
I=(4e1+5)(31)I=\left(4e^{-1} +5\right)-\left(3-1\right)
I=4e1+3I=4e^{-1} +3
Finalement :
01(f(x))dx=4e1+3\int _{0}^{1}\left(f\left(x\right)\right) dx=4e^{-1} +3