Adloun

Combien de rectangles pour deux décimales ?

Exercice · niveau 3 (difficile) · mathématiques (ECT 1re année), chapitre 12 — Intégration sur un segment · La méthode des rectangles

Énoncé

On approche par la méthode des rectangles, en découpant en morceaux de largeur . L'écart entre la somme à gauche et la somme à droite vaut . Combien faut-il de morceaux pour garantir ? Comparer à la valeur exacte.

Corrigé

La fonction est monotone. a pour dérivée : elle est strictement décroissante sur . L'intégrale est donc comprise entre les deux sommes, et leur écart majore l'erreur commise par l'une comme par l'autre.

L'écart.

Le nombre de morceaux. On veut , c'est-à-dire

Le plus petit entier convenable est .

Contrôle. Avec l'écart vaut ; avec il vaut . Le seuil se joue bien entre les deux.

La valeur exacte. Une primitive de est , donc

Curiosité instructive : l'écart des deux sommes vaut exactement l'intégrale divisée par . Il fallait donc rectangles pour obtenir deux décimales d'un nombre que le calcul exact donne en deux lignes.

Le point à retenir. La méthode des rectangles ne vaut que si l'on sait borner son erreur. Sur une fonction monotone cette borne est explicite, elle donne le nombre de morceaux à l'avance — avant tout calcul, et sans jamais connaître la valeur cherchée.

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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.