Les conditions précises d'existence de l'expression d'une primitive sont explicitées par le théorème de Liouville. Toute fonction réelle continue sur un intervalle, voire continue par morceaux, admet une primitive. En revanche, une fonction holomorphe sur un ouvert de n'admet une primitive que si son intégrale curviligne sur tout lacet est nulle (par exemple si l' ouvert de définition est simplement connexe, d'après le théorème intégral de Cauchy). Méthodes de calcul [ modifier | modifier le code]
Formulaire [ modifier | modifier le code]
Chacune des primitives indiquées ici permet de déterminer toutes les autres primitives en ajoutant des constantes (éventuellement différentes d'une composante connexe à l'autre du domaine). Primitives élémentaires
(avec),,
(avec, )
En particulier, la fonction exponentielle est une primitive d'elle-même. Primitive en ligne wolfram. Ce tableau inclut les primitives des inverses de fonctions puissances avec la règle, la racine carrée par, et plus généralement les racines d'ordre supérieur par.
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Par exemple, pour une équation du premier ordre sous forme résolue, en notant F une primitive de, on obtient que les fonctions solutions sont de la forme, où est une réciproque partielle de F. Primitive d'une fonction - Calcul en ligne. Pour une variable aléatoire réelle à densité, la fonction de répartition est une primitive de la fonction de densité. Calcul automatique [ modifier | modifier le code]
Des logiciels comme Maxima, SageMath, Maple ou Mathematica permettent depuis quelques années de calculer interactivement certaines primitives sous forme symbolique. Le premier logiciel permettant d'effectuer de l'intégration assistée par ordinateur sous forme symbolique était le langage FORMAC, utilisé par les physiciens dans les années 1970. Il n'est cependant pas possible en général d'exprimer les primitives de fonctions élémentaires (comme celles de la fonction) à l'aide de fonctions élémentaires seules (d'où la nécessité d'introduire des « fonctions spéciales » telles que la fonction logarithme intégral, li); des conditions précises pour qu'une primitive « élémentaire » explicite existe sont données par un théorème de Liouville, et il est même possible d'automatiser complètement la recherche de telles primitives, grâce à l' algorithme de Risch.
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Notes et références [ modifier | modifier le code]
↑ Jean-Pierre Ramis, André Warusfel et al., Mathématiques Tout-en-un pour la Licence 2, Dunod, 2014, 2 e éd. ( lire en ligne), p. 605, déf. 16. ↑ (en) Robert G. Bartle (en), A Modern Theory of Integration, AMS, 2001 ( lire en ligne), p. 57, donne cet exemple dans le cas particulier de la fonction de Dirichlet (la fonction indicatrice des rationnels). ↑ Ramis, Warusfel et al. 2014, p. 605, prop. 92. ↑ En particulier si f est continue par morceaux ou monotone par morceaux. Articles connexes [ modifier | modifier le code]
Théorème de Liouville (algèbre différentielle), donnant des conditions pour qu'on puisse exprimer une primitive sous forme explicite. Calculatrice en ligne - primitive(x;x) - Solumaths. Algorithme de Risch
Calcul numérique d'une intégrale
Intégrale impropre
Intégrale indéfinie
Intégrale définie
Intégration (mathématiques)
Point de Lebesgue
Intégration des fonctions réciproques
Portail de l'analyse
Primitives pour formes de référence
Intégration [ modifier | modifier le code]
Les méthodes d'intégration permettent d'obtenir des primitives supplémentaires, notamment par changement de variable ou intégration par parties. C'est ainsi qu'on peut retrouver facilement une primitive des fonctions logarithme ou arc tangente. De même, les règles de Bioche permettent de déterminer une primitive pour un quotient de polynômes trigonométriques. Utilisations [ modifier | modifier le code]
Les primitives permettent de calculer des intégrales, en vertu du théorème fondamental de l'analyse: si F est une primitive d'une fonction f définie et continue sur un intervalle réel, alors la fonction f est intégrable sur cet intervalle, avec. Primitive en ligne détaillée. Cette égalité assure l'équivalence suivante: une fonction définie et continue sur un intervalle réel est intégrable si et seulement si ses primitives admettent des limites finies aux bornes de l'intervalle. La résolution de certaines équations différentielles repose sur la détermination de primitives.
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