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.
Les autres exercices de ce chapitre Le cours du chapitre
Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.