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mathématiques approfondies (ECG 1re année) · Chapitre 5 · Application directe du cours

Encadrer une intégrale sans la calculer

Fonctions réelles d'une variable réelle · Intégration · niveau 1 (application)

Énoncé

Pour , on pose . Démontrer que et en déduire la limite de .

Corrigé

Ce qu'on montre. Un encadrement, puis une limite obtenue sans jamais calculer .

Encadrement de l'intégrande. Pour , on a , donc Tous ces nombres étant strictement positifs, le passage à l'inverse renverse les inégalités : En multipliant par , ce qui conserve le sens :

Intégration de l'encadrement. L'intégrale conserve les inégalités entre fonctions continues sur , les bornes étant dans le bon ordre : Or . D'où

La limite. Les deux bornes tendent vers quand . Par le théorème d'encadrement,

Point délicat. Le renversement des inégalités au passage à l'inverse n'est valable que pour des quantités de même signe, ici strictement positives. C'est vérifié, mais cela ne va jamais de soi et doit être écrit.

Contrôle. Pour : , et l'encadrement annonce . C'est cohérent.

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