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Programme de mathématiques BCPST, première année · semestre 2

a) Notions d’intégrale

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Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Intégrale d’une fonction continue et positive $f$ sur un segment $[a,b]$ : il s’agit de l’aire sous la courbe. Elle est notée $\int_a^b f(t)\,\mathrm{d}t$.
La notion d’aire est ici intuitive et ne doit pas soulever de question théorique.
Intégrale d’une fonction continue de signe quelconque.
Définition à partir de la partie positive et de la partie négative de la fonction.
Extension de la définition au cas $b \leqslant a$.
Sommes de Riemann sur $[a, b]$ :
$\displaystyle\int_a^b f(t)\,\mathrm{d}t = \lim_{n \to \infty} \frac{b - a}{n} \sum_{k=0}^{n-1} f\left(a + \frac{k}{n}(b - a)\right) = \lim_{n \to \infty} \frac{b - a}{n} \sum_{k=1}^{n} f\left(a + \frac{k}{n}(b - a)\right)$
La notion d’aire étant admise, on admettra la convergence de la suite des sommes de Riemann dans le cas $\mathscr{C}^0$ et on pourra la justifier dans le cas $\mathscr{C}^1$. On observera que la formule n’était pas si intuitive : les erreurs élémentaires vont en rapetissant, mais sont aussi de plus en plus nombreuses.
⇌ Algorithme de calcul approché d’une intégrale.
L2 Analyse Intégration solution

exo7 5766

Pour \(x\in\Rr\), on pose ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 5771

Soient \(f\) et \(g\) deux fonctions définies sur ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5786

Montrer que la matrice de Hilbert ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 5885

Trouver toutes les applications \(f~:~\Rr\rightarrow\Rr\), continues sur \(\Rr\) ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 5886

Montrer que \(\forall x>0\), ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5917

En utilisant la définition d’une fonction intégrable au sens de Riemann, montrer les propriétés suivantes :

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5918

Montrer qu’une fonction monotone sur \([a,b]\) est Riemann-intégrable sur ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5922

Pour tout \(n\in\mathbb{N}\), on définit \(f_{n}~:]0,1]\rightarrow\mathbb{R}\) pa ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5923

Montrer que, si \(f~:[a,b] \rightarrow \mathbb{R}\) est une fonction intégrable au sens de Riemann, on a : ...

L3 Topologie Application linéaire bornée

exo7 6204

On désigne par \(E\) l’espace \(C([-1,1])\) muni de la norme uniforme et par ...

L3 Equation différentielle Théorème de Cauchy-Lipschitz

exo7 6331

Soit \(u,v\) deux applications de \([0,\beta]\) dans ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 661

Soit \(f:[0,1]\rightarrow {\Rr}\) continue, évaluer : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 6863

Calculer l’aire intérieure d’une ellipse d’équation : \[\frac{x^2}{a^2}+ \frac{y^2}{b^2} = 1.\]

Indica ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 737

Soit \(f\in C^{1}([0;1],{\Rr}),\)telle que \(f(0)=0.\) Calculer : ...

L2 Géométrie Géométrie affine dans le plan et dans l'espace

exo7 7452

On considère dans le plan euclidien muni d’un repère orthonormé la courbe \(C\) d’équation polaire ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 780

Soient \(0<a \leq b\). Montrer que ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 781

Soit \(f \in C^{0} ([0, 1], \Rr)\) telle que \(\int_{0}^{1}{f (t)dt} = \frac 12\) ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 782

Soit \(f \in C^0 (\Rr)\). On définit \({g} : {\Rr^*} \to {\Rr}\), ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 785

Soit \(f:[0,1]\rightarrow {\Rr}\) une application continue, n’admettant qu’un nombre fini de zéros sur ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 787

Soit \(f\) continue sur \([0,\pi ]\) telle que ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 788

Soit \(f\in C([0,1],{\Rr})\) telle que : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 789

Soit \(f\) une fonction \(C^{1}\) sur \([a,b]\) ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 791

Soit \((a,b)\in {\Rr}^{2}\) (\(a<b\)), et ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 792

Calculer sans utiliser de primitive, pour \(a<b\) : \[\int_{a}^{b}e^{t}dt.\] ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 793

Soit \(f\) continue de \([0,1]\) dans \({\Rr}\) ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 794

Soient \(f\) et \(g\) de \({\Rr}^{+}\) dans ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 795

Calculer : \[\lim\limits_{n\rightarrow \infty }\int_{0}^{1}\frac{e^{t}}{1+t^{n}}dt.\] Éventuellemment, en donner ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 796

Calculer : \[\lim\limits_{n\rightarrow \infty }\int_{0}^{1}\frac{e^{-nx}}{1+x}dx.\] Soit ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 797

Soit \(f:[0,1]\rightarrow {\Rr}\) une application continue par morceaux, continue en ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 798

Dire (avec justification) si les affirmations suivantes sont vraies ou fausses.

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 800

Soit \(f\) une fonction continue et strictement croissante de \([a,b]\) sur ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 801

Soit \(f\) et \(g\) deux fonctions intégrables sur ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 803

Soit \(f\) définie et continue sur \([0,+\infty\mathclose[\), vérifiant ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 809

On appelle épicycloïde la courbe décrite par un point d’un cercle de rayon \(r\), lié à ce cercle, quand ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 838

Soient \(I = \int_0^\pi x\cos^2xdx\) et \(J =\int_0^\pi x\sin^2xdx\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 841

Calculer : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 842

Soient \(f\) et \(g\) continues de \([0,1]\) dan ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 844

Calculer les limites suivantes :

L2 Analyse Série de Fourier solution

Introduction aux séries de Fourier

Peut-on reconstruire une fonction périodique à partir des fonctions ...

L2 Analyse Calcul d'intégrales

Limite d'une suite et intégrale de Riemann

Pour \(n \in \mathbb{N}^*\), on pose: ...

L2 Analyse Calcul d'intégrales solution

Limite d’une somme de Riemann

Déterminer \(\displaystyle \lim_{n\to\infty}\sum_{k=1}^{2n}\frac{k}{k^2+n^2}\).