Le théorème suivant nous dit que pour calculer l'intégrale d'une fonction f, il suffit de trouver une primitive. af(x)dx = F(b) − F(a). Remarque. La formule énoncée dans ce théorème s'appelle la formule de Leibniz-Newton.
Pour déterminer une primitive de x↦eaxcos(bx) x ↦ e a x cos , on commence par écrire cos(bx)=Re(eibx) ( b x ) = ℜ e ( e i b x ) et donc que eaxcos(bx)=Re(e(a+ib)x) e a x cos ( b x ) = ℜ e ( e ( a + i b ) x ) .
La différence entre primitive et intégrale est qu'une primitive est une fonction tandis qu'une intégrale est un réel exprimé comme une aire algébrique (pouvant être négatif).
Considérons la fonction f définie sur R par f(x)=3x2. La fonction F définie sur R par F(x) = x3 est une primitive de f sur R puisque F′(x) = f(x). La fonction G définie sur R par G(x) = x3 + 2 est aussi une primitive de f sur R puisque G′(x) = f(x). √x2 + 3 = f(x).
Comment déterminer une primitive d'une fonction rationnelle ? Pour déterminer une primitive d'une fonction rationnelle, on décompose celle-ci en une somme d'une fonction polynôme et d'une fonction inverse. Exemple : Soit f\left ( x \right )=\frac{x^{2}+2}{x-3} définie sur ]3\, ;+\infty[.
Ainsi, toutes les primitives de f (x) = 2x sont de la forme F (x) = x2 + C (C est une constante).
Une intégrale, lorsqu'elle existe, est une valeur réelle. Si une fonction f est continue sur un intervalle [a ; b], alors elle admet une primitive F telle que, pour tout x\in [a;b], F'(x) = f(x). On a alors : \int_{a}^{b}f(x)\textrm{d}x=[F(x)]_{a}^{b}=F(b)-F(a).
Dès lors que l'on est capable de modéliser le contour d'une surface par la courbe d'une ou de plusieurs fonctions mathématiques, le calcul intégral permet de déterminer l'aire de la surface. Soit f une fonction continue et négative sur un intervalle [a;b].
Le concept d'intégrale a été raffiné depuis son introduction au XVII e siècle par Leibniz et Newton, permettant ainsi de les calculer pour des fonctions de moins en moins régulières. On rencontre ainsi aujourd'hui les intégrales dites de Riemann, de Lebesgue ou de Kurzweil-Henstock.
Intégrale et primitives
L'intégrale de la fonction nulle est nulle sur tout intervalle inclus dans l'ensemble des réels ; les primitives de la fonction nulle (sur ℝ) sont donc les fonctions constantes.
Une primitive de f sur I, est une fonction F définie et dérivable sur I telle que F'(x) = f(x). Toute primitive F(x), de la fonction f(x) est définie à une constante près. On définit l'ensemble des primitives G(x) par G(x)=F(x) + k où k est un réel.
L'existence d'une intégrale peut être justifiée à l'aide de plusieurs théorèmes mathématiques tels que le théorème de convergence monotone et le théorème de convergence dominée. Ces théorèmes garantissent l'existence de l'intégrale sous certaines conditions.
Grossièrement, l'intégrale de f représente l'aire entre la courbe de f et l'axe des abscisses en comptant positivement ce qui est au-dessus et négativement ce qui en-dessous de cet axe. Si ton intégrale a l'air négative c'est que l'aire en-dessous de l'axe des abscisses est plus importante que celle qui est au-dessus.
Sa dérivée est égale à F′(x)=v′(x)f(v(x))−u′(x)f(u(x)), F ′ ( x ) = v ′ ( x ) f ( v ( x ) ) − u ′ ( x ) f ( u ( x ) ) , formule qui se démontre par application du théorème fondamental du calcul intégral et par composition.
On appelle fonction logarithme népérien, noté ln (ou ), la primitive définie sur ,de la fonction x ↦ 1 x s'annulant pour . Pour : ln x > 0 est l'aire limitée par la courbe représentative y = 1 / t , l'axe et les droites d'équations et .
Une primitive de la division u' / u^n
On va donc calculer la dérivée de (u(x)^(-n+1))/(-n+1). La dérivée de ça c'est u'(x) pour commencer, c'est la partie facile, u'(x) que multiplie la dérivée de cette chose-là.
Le premier moment de l'histoire des mathématiques s'identifie néanmoins aux Grecs, qui, à partir du VIe siècle avant J. -C., vont faire de cette discipline plus qu'un outil, un idéal de pensée. C'est généralement à Thalès de Milet que l'on accorde la paternité de la géométrie, et le début des mathématiques grecques.
Intégrale d'une fonction positive :
L'intégrale de a à b de f est égale à l'aire (en unité d'aire) du domaine D délimité par la courbe C, l'axe des abscisses et les droites verticales d'équation x = a x=a x=a et x = b x=b x=b.
On peut calculer l'intégrale d'une fraction rationnelle irréductible \(f(x) = P(x) / Q(x)\) sur tout intervalle fermé \([ a, b]\) à condition que \(\forall x_0 \in [ a, b] \Leftrightarrow Q(x_0) \neq 0. \) Les méthodes d'intégration sont semblables à celles de la recherche des primitives.
L'intégrale de la fonction f sur [ a ; b ] notée est en unités d'aire, la différence entre : les aires situées au dessus de (Ox) et les aires situées en dessous de (Ox).
Si la fonction est positive sur l'intervalle d'intégration, l'intégrale est positive et donc I_{n+1}-I_{n} est positif. Si la fonction est négative sur l'intervalle d'intégration, l'intégrale est négative et donc I_{n+1}-I_{n} est négatif.
Soit une fonction f numérique d'une variable admettant une primitive, si cette fonction f est positive sur l'intervalle d'extrèmités u plus petit que v : toute primitive F de f est une fonction croissante sur cette intervalle et F(u) est plus petit que F(v).
Soit I un intervalle de R et f:I→R f : I → R . On dit que f est uniformément continue si ∀ε>0, ∃η>0, ∀(x,y)∈I2, |x−y|<η⟹|f(x)−f(y)|<ε.
On peut noter l'ensemble des primitives d'une fonction avec le symbole d'intégration. Par exemple, l'ensemble des primitives de la fonction f ( x ) = 2 x est noté ∫ 2 x d x .