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Programme de mathématiques PCSI · semestre 1

Techniques fondamentales de calcul différentiel et intégral

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Texte officiel du programme

Le point de vue adopté dans cette section est pratique : il s’agit, en prenant appui sur les acquis du lycée, de mettre en œuvre les techniques de base de l’analyse. La mise en place rigoureuse des notions abordées fait l’objet de sections ultérieures.

Les objectifs de formation sont les suivants :

  • l’introduction de fonctions pour établir des inégalités et résoudre des problèmes d’optimisation ;
  • la manipulation des fonctions classiques dont le corpus est étendu ;
  • le calcul de dérivées et de primitives ;
  • la mise en pratique, sur des exemples simples, de l’intégration par parties et du changement de variable ;
  • l’application des deux points précédents aux équations différentielles.

Le cours sur les équations différentielles est illustré par des exemples issus des autres disciplines scientifiques.

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 735

Trouver les fonctions \(f:{\Rr\rightarrow \Rr}\) dérivables en \(0\) telles que : ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 739

Soit \(n \geq 2\) un entier fixé et ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 741

Écrire sous la forme \(\frac{m}{n}\pi\) avec \(m\in \Z\), ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 742

Résoudre les équations suivantes :

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 743

Résoudre dans \(\Rr\) l’équation: ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 744

Soient les fonctions \(f:x\mapsto\arcsin(\sin x)\) et ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 745

Une statue de hauteur \(s\) est placée sur un piédestal de hauteur \(p\).

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 746

Démontrer les inégalités suivantes : \[\Arcsin a < \frac{a}{\sqrt{1-a^2}} \quad \text{ si } 0<a<1 ;\] ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 747

Écrire sous forme d’expression algébrique

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 748

Tracer les courbes représentatives des fonctions ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 749

Résoudre les équations suivantes:

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 750

Calculer \[\Arctan \frac{1}{2}+\Arctan \frac{1}{5}+\Arctan \frac{1}{8}.\]

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 751

Simplifier les expressions suivantes : ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 752

Vérifier ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 753

Montrer que \(\dfrac{\pi}4 = 4\arctan (\dfrac 15) - \arctan (\dfrac 1{239})\) (on montrera que ...

L3 Analyse complexe Fonction logarithme et fonction puissance

exo7 7548

On définit \(\cosh z\) comme la somme de la série \(\sum \frac{z^{2n}}{(2n)!}\) e ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 755

Étudier la fonction : \[\phi :x\rightarrow \arcsin \frac{1-x^{2}}{1+x^{2}}+\arccos \frac{2x}{1+x^{2}}.\]

L2 Analyse Série entière

exo7 7568

On définit les nombres de Bernouilli comme les nombres complexes \(B_n\) tels que sur le domaine de convergence ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 757

Soit \(f:\Rr^{2}\rightarrow \Rr^{2}\) définie par: ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 758

Montrer qu’il n’existe pas de fonction \(f:[1;+\infty [\rightarrow \Rr\) vérifiant: ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 759

Calculer : ...

L3 Analyse complexe Autre solution

exo7 7599

Paramétrer le cercle unité parcouru dans le sens trigonométrique.

L3 Analyse complexe Autre solution

exo7 7607

On paramètre le cercle \(C_r\) privé du point \({-r}\) de centre ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 761

Calculer pour \((n,a,b)\in \Nn^{*}\times \Rr^{2}\) : ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 762

Soit \((a,b)\in\R^2\), résoudre le système ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 764

Soit \(x\in\R\). On pose \(t=\Arctan(\sh x)\).

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 765

Montrer que \(\ch nx\) et \(\sh nx\) peuvent s’exprimer comme polynômes en ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 766

Exprimer \(\ch^n x\) et \(\sh^n x\) au moyen de ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 767

Calculer les sommes ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 771

Résoudre \[x^{\sqrt{x}} = \sqrt{x}^{x} ;\] ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 772

Préciser les comportements
de \(\displaystyle{x\mapsto \frac{x^2-e^x}{x-e}}\) quand ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 773

Démontrer les inégalités : ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 774

Déterminer \(\lim\limits_{ + \infty} (x-\ln (\text{ch}x))\).

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 775

Montrer que \(\forall x \in \Rr \, \, \text{ch} (2x) = 1 + 2\text{sh}^2 x\). En déduire un équivalent de ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 776

Résoudre l’équation \(x^y = y^x\) où \(x\) et ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 777

Résoudre l’équation \(\tan (3 \arcsin x) = 1\). On exprimera les trois solutions au moyen de radicaux.

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 780

Soient \(0<a \leq b\). Montrer 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 799

Soit \(\varphi\) une fonction bornée sur \([a,b]\) ; comparer les assertions suiv ...

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 804

Soit \(f\) deux fois dérivable sur \([a,b]\), 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 811

Calculer les primitives suivantes : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 812

Considérons l’intégrale \[I=\int_0^{\ln 2}\sqrt{e^x-1}\, dx\] Effectuer le changement de variables ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 813

Soit \(f:[a,b]\rightarrow \R\) une fonction strictement croissante et continûment dérivable. On considère les deux ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 814

Calculer les primitives suivantes : \[\int \frac{1}{\sqrt{2+x}+\sqrt[3]{2+x}}dx, \quad (t=\sqrt[6]{2+x}) \ ;\] ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 815

Calculer les primitives suivantes : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 817

Soit \(f \in C^{2} ([a, b], \Rr)\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 820

Calculer par récurrence : \[I_{n}=\int_{0}^{\frac{\pi }{4}}\frac{du}{\cos ^{n}u}.\]