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.
Conclure sur le signe de l'intégrale
On applique la positivité de l'intégration : Si f est positive sur \left[ a;b \right], \int_{a}^{b} f\left(x\right) \ \mathrm dx est positive. Si f est négative sur \left[ a;b \right], \int_{a}^{b} f\left(x\right) \ \mathrm dx est négative.
Dans le cas des fonctions négatives, l'intégrale vaut bien l'aire entre la courbe et l'axe des abscisses, mais avec un signe négatif devant. Une aire reste toujours positive alors qu'une intégrale d'une fonction négative est négative.
L'intégrale définie d'une constante est proportionnelle à la longueur de l'intervalle d'intégration : 𝑐 𝑥 = 𝑐 ( 𝑏 − 𝑎 ) . d. En permutant les bornes de l'intégrale, on obtient 𝑓 ( 𝑥 ) 𝑥 = − 𝑓 ( 𝑥 ) 𝑥 .
On dit que f est intégrable sur I ou que ∫If ∫ I f est absolument convergente si ∫I|f| ∫ I | f | converge. Théorème : Si f est intégrable sur I , alors ∫If(t)dt ∫ I f ( t ) d t converge. Si ∫If(t)dt ∫ I f ( t ) d t converge sans que f ne soit intégrable sur I , alors on parle d'intégrale semi-convergente.
Si I est un intervalle borné, toute fonction continue par morceaux et bornée sur I est intégrable sur I. En particulier, si f admet une limite finie aux bornes de I, alors f est intégrable sur I. g(t). Alors f est intégrable au voisinage de t0 si, et seulement si, g est inté- grable au voisinage de t0.
F est une primitive de f si et seulement si pour tout x\in \left [ a\, ;b \right ],\: {F}'\left ( x \right )=f\left ( x \right ) . Propriété : Il existe une infinité de primitives d'une fonction donnée. Elles sont définies à une constante près.
On parlera d'intégrale généralisée ou bien d'intégrale impropre. f(x)dx . Si l'intégrale n'est pas convergente, on dira qu'elle est divergente. Ce statut est appelé nature de l'intégrale.
Une intégrale impropre est convergente si sa valeur est finie, dans le cas contraire elle est divergente.
Dans ce cas, on note ∫+∞af(t)dt ∫ a + ∞ f ( t ) d t ou ∫+∞af ∫ a + ∞ f cette limite. Une telle intégrale est alors appelée intégrale généralisée ou intégrale impropre. Soit f:[a,b[→K f : [ a , b [ → K continue par morceaux avec a,b∈R a , b ∈ R .
Propriété de positivité
En d'autre termes, l'intégrale d'une fonction positive sur un intervalle est positive, ce qui est logique dans la mesure où elle s'interprète comme une aire (voir le début du cours).
Rappelons que le signe d'une fonction est négatif sur un intervalle si la valeur de la fonction est inférieure à 0 sur cet intervalle. Pour résoudre cette équation d'inconnue 𝑥 , on tente de l'écrire sous la forme d'un produit de deux expressions du premier degré.
Fonction positive, négative
On dit d'une fonction f qu'elle est positive sur un intervalle si, pour tout x dans cet intervalle, on a f(x) ≥ 0. La courbe représentative de la fonction est alors située au-dessus de l'axe horizontal, lorsqu'on se limite aux points dont l'abscisse appartient à l'intervalle considéré.
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.
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.
Théorème (théorème fondamental du calcul intégral) : Si f est une fonction continue et positive sur [a,b] , alors la fonction F définie sur [a,b] par F(x)=∫xaf(t)dt F ( x ) = ∫ a x f ( t ) d t est dérivable sur [a,b] , et a pour dérivée f .
Autrement dit, si une fonction est intégrable sur I=]a,b[ I = ] a , b [ , alors son intégrale sur I est convergente.
La convergence signifie que deux moyennes mobiles se rejoignent, tandis que la divergence signifie qu'elles s'éloignent l'une de l'autre.
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).
Toute fonction en escalier est bornée car elle ne prend qu'un nombre fini de valeurs. Si f est réglée, il existe ϕ en escalier telle que, pour tout x ∈ [a, b], |f(x) − ϕ(x)| ≤ 1, et donc |f(x)|≤|ϕ(x)| + 1, ce qui prouve que f est bornée.
Si b = 0, f(x) = ax, f est une fonction linéaire et la représentation graphique est une droite passant par l'origine O. Si a = 0, f(x) = b, f est constante et la droite est parallèle à l'axe des abscisses.
Toutes les fonctions n'ont pas de primitive. Et une primitive, si elle existe, n'est jamais unique : elle n'est définie qu'à une constante près. Le théorème suivant garantit l'existence d'une primitive lorsque la fonction est continue.
1) Si F est une primitive de f il en est de même de F + k o`u k est une fonction constante. 2) Si F et G sont deux primitives de f sur un intervalle I, la différence F −G est une constante. Soit c ∈ I et k ∈ R. Si f admet une primitive F, il existe une unique primitive G de f qui vérifie G(c) = k.
"f est dérivable sur I" signifie que f est dérivable en tout élément x de I. La fonction dérivée de f sur I, notée f', est la fonction qui à tout x I fait correspondre f'(x). Lorsque f est dérivable en a, la courbe représentative de f admet au point A d'abscisse a, une tangente de coefficient directeur f'(a).
Critères d'intégrabilité
Une fonction réglée est intégrable sur un intervalle fermé. En particulier on en déduit que les fonctions continues, continues par morceaux, monotones ou encore à variations bornées sont toutes intégrables sur un intervalle fermé.