Intégration par partie

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Jean37
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Intégration par partie

Message par Jean37 » 03 décembre 2014, 14:13

Bonjour,j'ai tenté d'intégrer sans succès cette fonction :
intégrale de racine(2x) *ln(5x+4) malgré le fais que j'ai écrit racine(2x)=2x^(1/2),primitive de lnu=u*lnu-u...
je pose u=racine(2x) ou u'=racine(2x) la seconde expressions de l'intégral(-intégrale de v'u) n'est pas simple à calculer.
Si tu pouvais m'aider ça serais sympa .

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Re: Intégration par partie

Message par Job » 03 décembre 2014, 15:10

Bonjour

As-tu vu en cours le changement de variable dans les intégrales ? Après une intégration par parties, il me semble qu'il faut faire un changement de variables.

Jean37
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Re: Intégration par partie

Message par Jean37 » 03 décembre 2014, 15:39

Oui j'ai vaguement vu ça,on ne s'est pas attarder dessus.,mais ça me simplifiera probablement la tache en effet.
Si je trouve quelque chose ,je te tiendrai au courant .

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Re: Intégration par partie

Message par Job » 03 décembre 2014, 16:32

Dans une intégration par parties, quand il y a une fonction $ln$, c'est la plupart du temps celle que l'on dérive.
Je pose donc $u(x)=\ln (5x+4)$ et $v'(x)=\sqrt 2x^{\frac{1}{2}}$ donc $u'(x)=\frac{5}{5x+4}$ et $v(x)=\sqrt 2\times \frac{1}{\frac{3}{2}} x^{\frac{3}{2}}=\frac{2\sqrt 2}{3} x\sqrt x$
$I=\frac{2\sqrt 2}{3} x\sqrt x \ln (5x+4)-\frac{10\sqrt 2}{3}\int \frac{x\sqrt x}{5x+4}dx$

Soit $J=\int\frac{x\sqrt x}{5x+4} dx$
On fait un changement de variable en posant $t=\sqrt x$ donc $x=t^2$ et $dx=2tdt$
$J=\int\frac{t^3}{5t^2+4} (2tdt)=2\int \frac{t^4}{5t^2+4} dt$
On décompose la fraction rationnelle en éléments simples en effectuant la division du numérateur par le dénominateur : le quotient est $\frac{1}{5}t^2-\frac{4}{25}$ et le reste $\frac{16}{25}$
$J=2\int(\frac{1}{5} t^2-\frac{4}{25}+\frac{\frac{16}{25}}{5t^2+4})dt=2(\frac{1}{15}t^3-\frac{4}{25} t)+2\int \frac{16}{125t^2+100} dt$

Soit $K=\int \frac{16}{125t^2+100} dt=\int\frac{16}{100(\frac{5}{4}t^2 +1)} dt=\frac{16}{100} \int \frac{1}{\frac{5}{4}t^2+1} dt$
$\int \frac{1}{\frac{5}{4}t^2+1} dt=\frac{2}{\sqrt 5}\arctan(\frac{\sqrt5}{2} t)$

Il reste à recoller tout ça.
$K=\frac{16}{100}\times \frac{2}{\sqrt 5}\arctan(\frac{\sqrt 5}{2} t)=\frac{8\sqrt 5}{125} \arctan(\frac{\sqrt5}{2} t)$
$J=\frac{2}{15} t^3-\frac{8}{25} t +\frac{16\sqrt 5}{125}\arctan (\frac{\sqrt 5}{2} t)$

On revient à la variable $x$ puisque $t=\sqrt x$
$J=\frac{2}{15} x\sqrt x -\frac{8}{25}\sqrt x +\frac{16}{125} \arctan (\frac{\sqrt 5}{2} \sqrt x)$

$I= \frac{2\sqrt 2}{3} x\sqrt x \ln (5x+4)-\frac{10\sqrt 2}{3}(\frac{2}{15} x\sqrt x -\frac{8}{25}\sqrt x +\frac{16}{125} \arctan (\frac{\sqrt 5}{2} \sqrt x))$
$I= \frac{2\sqrt 2}{3} x\sqrt x \ln (5x+4)-\frac{4\sqrt 2}{9}x\sqrt x +\frac{16}{15} \sqrt x -\frac{32}{75} \arctan(\frac{\sqrt 5}{2} \sqrt x)$

c'est un exercice assez difficile, les différents calculs sont à vérifier.

Jean37
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Re: Intégration par partie

Message par Jean37 » 03 décembre 2014, 16:53

Merci beaucoup !
J'ai choisi d'intégrer ça mais je suis fou...,j'aurai du prendre plus simple.
Je vais vérifier encore et m’entraîner sans relâche avec d'autres cas.

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