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mathématiques appliquées (ECG 2e année) · Chapitre 6 · Exercice

Deux intégrales que Riemann ne départage pas

Compléments sur les séries et intégrales généralisées · Comparaison et convergence absolue · niveau 3 (difficile)

Énoncé

Déterminer la nature de et de .

Corrigé

Pourquoi la comparaison à Riemann est muette. Les deux intégrandes sont positifs et continus sur , mais aucun n'est équivalent à une puissance : pour tout ils sont plus grands que à l'infini, et ils sont plus petits que . Le critère de Riemann ne tranche donc rien. On cherche des primitives.

La première. , qui est exactement l'intégrande. Donc, sur , Elle converge, et vaut .

La seconde. . Donc Elle diverge.

La règle qui se dégage. converge si et seulement si : la même frontière que Riemann, un cran plus fin.

Le point à retenir, et il est numérique. En , la première vaut et la seconde — deux nombres du même ordre, alors que l'une converge et l'autre non. Une divergence en est invisible à l'écran : seule la primitive le dit.

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