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.