Inégalités de la moyenne
Soit f une fonction continue sur un segment [ a, b] non dégénéré. Si f est minorée par m et majorée par M alors on a
m
≤ 1 /
( b − a) ∫ a b f ( t) d t ≤ M.
m ≤ f ( t) ≤ M
donc ∫ a b m d t
≤ ∫ a b M d t
c'est-à-dire m × ( b − a)
≤ M × ( b − a). Relations avec la dérivée
Théorème fondamental de l'analyse
Soit f une fonction définie et continue sur un intervalle I non dégénéré. Soit a ∈ I. La fonction F: x ↦ ∫ a x f ( t) d t est la primitive de f qui s'annule en a. Soit x ∈ I et h ∈ R +∗ tel que x + h ∈ I. Croissance de l intégrale d. Le taux d'accroissement de F entre x et x + h se note
1 / h ∫ x x + h f ( t) d t,
c'est-à-dire la valeur moyenne de la fonction sur l'intervalle entre x et x + h (quel que soit le signe de h). Pour tout intervalle ouvert J contenant f ( x),
il existe un intervalle ouvert contenant x d'image dans J,
donc par inégalités de la moyenne, le taux d'accroissement appartient aussi à J. Finalement, le taux d'accroissement de F en x tend vers f ( x)
donc la fonction F est dérivable en x
avec F ′( x) = f ( x).
Croissance De L Intégrale Est
\) En l'occurrence, \(F(b) - F(a) \geqslant 0. \) La démonstration est faite. Remarque: la réciproque est fausse. Soit par exemple \(f\) définie sur \([-1 \, ; 2]\) par la fonction identité \(f(x) = x. \)
\(\int_{ - 1}^2 {xdx}\) \(=\) \(F(2) - F(1)\) \(=\) \(\frac{{{2^2}}}{2} - \frac{{{1^2}}}{2} = 1, 5\)
Certes, l'intégrale est positive mais \(f\) ne l'est pas sur tout l'intervalle. Ainsi \(f(-1) = -1. \)
Propriété 2: l'ordre
Nous sommes toujours en présence de \(a\) et \(b, \) deux réels tels que \(a < b\); \(f\) et \(g\) sont deux fonctions telles que pour tout réel \(x\) de \([a\, ; b]\) nous avons \(f(x) \leqslant g(x). \) Alors…
\[\int_a^b {f(x)dx} \leqslant \int_a^b {g(x)dx} \]
Pourquoi? Si pour tout \(x\) de \([a\, ; b]\) nous avons \(f(x) \leqslant g(x), \) alors d'après la propriété précédente:
\[\int_a^b {\left[ {g(x) - f(x)} \right]} dx \geqslant 0\]
Remarque 1: là aussi, la réciproque est fausse. Croissance de l'integrale - Forum mathématiques maths sup analyse - 868635 - 868635. Remarque 2: cette propriété permet d'encadrer une intégrale (voir exercice 2 ci-dessous).
Croissance De L Intégrale D
Croissance
Soient f et g deux fonctions intégrables
sur un intervalle] a, b [ (borné ou non). Si on a f ≤ g
alors on obtient ∫ a b f ( t) d t ≤ ∫ a b g ( t) d t. Critères de convergence
Théorème de comparaison
Soient f et g deux fonctions définies et continues sur un intervalle] a, b [ (borné ou non) tel que pour tout x ∈] a, b [ on ait
0 ≤ f ( x) ≤ g ( x). Croissance de l intégrale est. Si la fonction g est intégrable alors la fonction f aussi et dans ce cas on a
0 ≤
∫ a b f ( t) d t
≤ ∫ a b g ( t) d t. Démonstration Supposons que la fonction g est intégrable. Il existe c ∈] a, b [ et on obtient alors
pour tout x ∈ [ c; b [,
∫ c x f ( t) d t
≤ ∫ c x g ( t) d t
≤ ∫ c b g ( t) d t,
pour tout x ∈] a; c],
∫ x c f ( t) d t
≤ ∫ x c g ( t) d t
≤ ∫ a c g ( t) d t. Finalement, une primitive de f est bornée sur l'intervalle] a, b [
et elle est croissante par positivité de f
donc elle converge en a et en b.
En outre, on a 0 ≤
∫ c b f ( t) d t
≤ ∫ c b g ( t) d t
et 0 ≤
∫ a c f ( t) d t
≤ ∫ a c g ( t) d t
donc on trouve l'encadrement voulu par addition des inégalités.
Croissance De L Intégrale De L'article
Alors on a ∫ a b f ( t) d t ≥ 0. Additivité (relation de Chasles)
Soit f continue sur un intervalle I. Pour tout ( a, b, c) ∈ I 3
on a ∫ a b f ( t) d t
+ ∫ b c f ( t) d t
= ∫ a c f ( t) d t.
Linéarité
Soit I un intervalle réel. Soit λ ∈ R
et soient f et g deux fonctions continues sur I. Pour tout ( a, b) ∈ I 2 on a ∫ a b ( λ f ( t) + g ( t)) d t = λ ∫ a b f ( t) d t + ∫ a b g ( t) d t. L'additivité implique qu'une intégrale entre deux bornes identiques est nécessairement nulle:
∫ a a f ( t) d t = 0. Croissance d'une suite d'intégrales. Premières propriétés
Croissance
Soient f et g deux fonctions continues
Si on a f ≤ g
alors ∫ a b f ( t) d t ≤ ∫ a b g ( t) d t. La différence de deux fonctions continues étant continue, on a ici g − f ≥ 0
donc ∫ a b
( g ( t) − f ( t)) d t ≥ 0
donc par linéarité de l'intégrale on obtient
∫ a b
g ( t) d t
− ∫ a b f ( t) d t
≥ 0. Stricte positivité
Soit f une fonction continue et de signe constant sur un segment [ a, b] avec a < b.
Si ∫ a b f ( t) d t = 0 alors la fonction f est constamment nulle sur [ a, b].
Merci
Posté par Bluberry (invité) re: "Croissance" de l'intégrale. Croissance de l intégrale de l'article. 30-03-07 à 14:04 Bonjour,
je pense que ton raisonnement est ok, toute inégalité large se conserve par passage à la limite donc no problemo. Posté par Rouliane re: "Croissance" de l'intégrale. 30-03-07 à 14:06 Merci Bluberry
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