Programme de mathématiques PT
c) Intégrales absolument convergentes et fonctions intégrables
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Texte officiel du programme
| Contenus | Capacités et commentaires |
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Intégrale absolument convergente. | |
Une fonction $f$ est dite intégrable sur $I$ si elle est continue sur $I$ et son intégrale sur $I$ est absolument convergente. | Notations $\int_I f$, $\int_I f(t)\,\mathrm{d}t$. On utilise indifféremment les expressions « $f$ est intégrable sur $I$ » et « l’intégrale $\int_I f$ converge absolument ». Fonction intégrable en $b$ (resp. en $a$) si $I = [a,b[$ (resp. $I = ]a,b]$). |
La convergence absolue implique la convergence. | L’étude des intégrales semi-convergentes n’est pas un objectif du programme. |
Inégalité triangulaire. | La démonstration n’est pas exigible pour des fonctions à valeurs dans $\mathbb{C}$. |
Espace vectoriel $L^1(I,\mathbb{K})$ des fonctions intégrables sur $I$ à valeurs dans $\mathbb{K}$. Si $f$ est continue, positive et intégrable sur $I$, et si $\int_I f = 0$, alors $f$ est identiquement nulle. | |
Pour $f$ et $g$ fonctions continues sur $[a,+\infty[$ : – si $\lvert f\rvert \leqslant \lvert g\rvert$, alors l’intégrabilité de $g$ implique celle de $f$ en $+\infty$. – si $f(t) \underset{t\to+\infty}{=} O\bigl(g(t)\bigr)$, alors l’intégrabilité de $g$ implique celle de $f$ en $+\infty$. – si $f(t) \underset{t\to+\infty}{\sim} g(t)$, alors l’intégrabilité de $f$ est équivalente à celle de $g$ en $+\infty$. | Adaptation au cas d’un intervalle quelconque. Le résultat s’applique en particulier si $f(t) \underset{t\to+\infty}{=} o\bigl(g(t)\bigr)$. |
Fonctions de référence : pour $\alpha \in \mathbb{R}$, – intégrales de Riemann : étude de l’intégrabilité de $t \mapsto \dfrac{1}{t^\alpha}$ en $+\infty$, en $0^+$ ; – étude de l’intégrabilité de $t \mapsto \mathrm{e}^{-\alpha t}$ en $+\infty$ ; | L’intégrabilité de $t \mapsto \ln t$ en $0^+$ peut être directement utilisée. Les résultats relatifs à l’intégrabilité de $x \mapsto \dfrac{1}{\lvert x-a\rvert^\alpha}$ en $a$ peuvent être directement utilisés. Plus généralement, les étudiants doivent savoir que la fonction $x \mapsto f(x)$ est intégrable en $a^+$ (resp. en $b^-$) si $t \mapsto f(a+t)$ (resp. $t \mapsto f(b-t)$) l’est en $0^+$. |
Aucun exercice rattaché
Aucun exercice de la base n’est encore rattaché à cette partie du programme.