Mathématiques du secondaire qualifiant

Calcul Intégral (2)

1.2 Les opérations et ordre

1.2.1 Intégrale et opérations

Soient f et g deux fonctions continues sur un intervalle [a;b] contenant c et k∈IR.

b
∫
a
f(x)dx = - a
∫
b
f(x)dx
a
∫
a
f(x)dx = 0
b
∫
a
kf(x)dx = k b
∫
a
f(x)dx

Relation de Chasles


b
∫
a
f(x)dx = c
∫
a
f(x)dx + b
∫
c
f(x)dx

Linéarité


b
∫
a
(f(x)+g(x))dx = b
∫
a
f(x)dx + b
∫
a
g(x)dx

Exemple

3
∫
1
|2x-4|dx = 2
∫
1
-(2x-4)dx + 3
∫
2
(2x-4)dx
= [-x²+4x] 2
1
+ [x²-4x] 3
2

= 4-3 + (-3)+4=2.

ainsi 3
∫
1
|2x-4|dx = 2
1.2.2 Intégrale et Ordre

Soit f une fonction continue sur un intervalle [a;b].
Si f est positive sur I alors F' est positive
et donc F est croissante sur [a;b].
F(b)-F(a) est donc un nombre positif.

Propriété 1
Soit f une fonction continue sur [a;b].
Si f est positive alors

b
∫
a
f(x)dx ≥ 0

Propriété 2
Soit f une fonction continue sur [a;b].
Si f est négative alors

b
∫
a
f(x)dx ≤ 0

Propriété 3
Soient f et g deux fonctions définies sur un intervalle [a;b].
Si f≤g sur [a;b] alors

b
∫
a
f(x)dx ≤ b
∫
a
g(x)dx

Résultat

| b
∫
a
f(x)dx | ≤ b
∫
a
|f(x)|dx
1.2.3 Valeur moyenne

Soient f une fonction continue sur un intervalle [a;b]
m sa valeur minimale et M sa valeur maximale.
On a (∀x∈I): m≤f(x)≤M.

donc m(b-a) ≤ b
∫
a
f(x)dx ≤ M(b-a)
m ≤ 1 b
∫
a
f(x)dx ≤ M
b-a

d'après le théorème des valeurs intermédiaires, il existe au moins un élément c dans I tel que

f(c) = 1 b
∫
a
f(x)dx
b-a

Propriété et définition
Soit f une fonction continue sur un intervalle [a;b]. Il existe au moins un élément c dans I tel que

f(c) = 1 b
∫
a
f(x)dx
b-a

le nombre f(c) est appelé valeur moyenne de f.