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15 février 2012 3 15 /02 /février /2012 08:00

Grande découverte cette année en Terminale, les primitives et les intégrales de fonctions! Jusqu'à présent vous saviez calculer la dérivée d'une fonction, à présent vous allez devoir trouver sa primitive, c'est à dire faire le travail inverse.

 

A quoi ça sert?

Le but ultime est de calculer des aires que l'on ne serait pas capables de calculer par des formules. Toute forme géométrique composée de segments peut être découpée en formes connues ( triangles, trapèzes rectagles etc) pour en calculer l'aire. Mais lorsque le contour de la forme est courbe, et que ce n'est pas un arc de cercle, la seule méthode consiste à utiliser les intégrales. Sous certaines conditions à vérifier , l'aire cherchée sera égale à une intégrale à calculer.

 

Que dit le cours?

Il dit pas mal de choses, mais la formule principale est la suivante : " l'intégrale de f entre a et b est égale à la primitive de f calculée entre les bornes a et b", c'est à dire :
prim1

 

Ok.. mais c'est quoi, la primitive?

Et oui, il faut prendre les choses dans l'ordre. Pour calculer une aire, il faut calculer une intégrale. Pour calculer une intégrale, il faut trouver une primitive.

 

Cours : La primitive de f est la fonction F telle que F' = f


Bref, il faut trouver la fonction qui permet de retomber sur f lorsqu'on la dérive.
Exemple : f(x) = 2x ,   alors    F(x) = x2, puisque  (x2)' = 2x.

 

Mais la recherche de la primitive n'est pas toujours aussi évidente, il faut savoir jongler avec les expressions de f.
 

Exemple : f(x) = 10x4 .

La primitive sera 2x5 . Apprenons la méthode pour parvenir à ce résultat.
Certains apprendront un tableau des primitives, ce n'est pas ma méthode car au final, on se retrouve avec des élèves qui confondent leur tableau de primitives et leur tableau de dérivées, c'est dommage .

 

Nous n'allons utiliser QUE le tableau, déjà connu , des dérivées. Et nous allons, à chaque fois, nous demander à quel genre de dérivée nous pouvons faire correspondre f(x).


 → 1ère étape, les primitives en "x":


tableauderivees.gifTableau des dérivées en x

Exemple 1 : f(x) = 10x4 .   

f(x) est donc du genre "nxn-1" ( f est considérée comme une dérivée, n'oublions pas), qui est la dérivée de xn .

Donc n-1 = 4, d'où n=5.

Nous allons donc écrire f(x) sous la forme approchée  dont on connait exactement la primitive : f(x) ≈ nxn-1= 5x4  * 2.

On connait la primitive de 5x4 , il suffit donc de la multiplier par 2 pour obtenir celle de 10x4 .

F(x) = 2 * x5 =2x5.

 

Exemple 2 

prim2  du genreprim3
              prim4bis

Exemple 3

prim5 du genre  prim6
                 prim7

Exemple 4

prim8 du genre  prim9  , qui est la dérivée de prim10.
                   prim11

 

Trucs & Astuces à se rappeler pour les primitives en "x" :

 

  • La primitive de  xn   est  xn+1/(n+1) . Cela permet d'aller plus vite.

 

  • On n'oublie pas : le but est de savoir à quelle dérivée f(x) ressemble. Donc, on reste LOGIQUE !!
    • Si c'est une puissance, alors c'est "nxn-1" , la dérivée de xn,
    • si c'est une fraction avec x au dénominateur, c'est la dérivée de ln(x),
    • si c'est x2 au dénominateur alors c'est la dérivée de 1/x,
    • s'il y a une racine, alors obligatoirement c'est la fonction racine.

 

  • Le piège type : prim12

Cela ne ressemble à aucune dérivée que l'on connait. Il faut alors penser à séparer la fraction:
prim13
prim14
prim15

  • Si on a une fonction avec une puissance supérieure à 2 au dénominateur, on "remonte" alors le x pour que la fonction soit une puissance de x  :

prim16

 

→ 2ème étape, les primitives en en "u" et "v"


tabderivees2-copie-1Tableau des dérivées en u et v


On a barré en rouge les formules qui ne servent pas à la recherche de primitives. Parce qu'on ne trouvera JAMAIS dans un exercice une fonction du genre u'v + uv' dont il faut chercher la primitive. Pourquoi? parce que cette expression u'v+ uv' serait développée, réduite, bref, elle n'apparaitrait pas comme cela sur un sujet.

Donc, la fonction donnée ne correspondra jamais à u'v+uv', ni aux 2 autres barrées en rouge.
Comme précédemment, le but est de reconnaitre en f(x) la dérivée d'une des lignes du tableau.

 

Exemple 1 :   prim17a
donc par identification, on trouve u, et on trouve u' par calcul de la dérivée de u:

prim17b                  prim18

Exemple 2 :   prim19a 
donc par identification, on trouve u, et on trouve u' par calcul de la dérivée de u:
prim19b

On écrit alors f(x) sous la forme de la dérivée telle qu'elle est écrite dans le tableau, et on cherche le chiffre par lequel on doit multiplier l'expression pour retrouver f(x) exactement.


              prim20


Exemple 3:
  prim21
              prim23


Exemple 4 : prim24
         prim25
                  prim26
   

 

Trucs & Astuces à se rappeler pour les primitives en " u et v" :

 

On n'oublie pas : le but est de savoir à quelle dérivée f(x) ressemble.

  • Si c'est une expression "en ligne" ( pas de x au dénominateur), alors c'est obligatoirement  nun-1u' ,
  • S'il y a de l'exponentielle, alors c'est obligatoirement u'eu,
  • S'il y a une racine carré, c'est obligatoirement u'/2racine(u),
  • Si c'est une fraction avec x au dénominateur, 2 possibilités : soit c'est -u'/u2 ( la dérivée de 1/u) soit c'est u'/u (la dérivée de ln(u)).
    Pour les différencier, il faut simplement regarder si tout le dénominateur est au carré ou non.
    Si oui, c'est  -u'/u2, si non, c'est u'/u.

 

Bon courage !!

 

 

 

 

 

 



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Published by Joséphine - dans Maths T°S
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commentaires

cool 15/03/2014 10:45

merci bcp vs m avez vraiment aide

Camille 17/03/2013 20:23

oups Madame ...

Joséphine 18/03/2013 09:57



ya pas d'mal !



Camille 17/03/2013 20:22

Bonjour
Monsieur je comprends pourquoi [1/2V(x)]* 2/3 = V(x)* 2/3 ...
Pouriez vous rajouter une étape ? Je ne suis vraiment pas douée !

Bonne soirée et merci

Joséphine 18/03/2013 09:57



non, ce n'est pas exactement ca.


C'est la primitive de (1/2racine(x)) qui vaut racine(x)


donc la primitive de (1/2racine(x)) * 2/3  est égale à  racine(x) * 2/3


Ne te décourage pas, on y arrive toujours un jour si on persévère !!



medina 26/02/2013 22:34

Bonsoir Jséphine ; j'éspère que vous ne m'avez pas oublié en ce qui concerne l'intégration par partie et l'intégration par changement de variable . et je suis que ça va etre utile pour tout le
monde , j'attend avec impatience vos prochaines publications pour les intégrales et si vous les publiez n'hésitez pas à me faire signe dans ma boite mail :))))); merci beaucoup ;) ciao.

Joséphine 04/03/2013 13:03



oui oui oui je suis enfin en vacances je fais ça dans les 2 semaines!!



vidal 19/02/2013 14:42

Merci beaucoup. Des explications simples claires et mises directement en application. Cela m'a permis de réviser très rapidement . Super vraiment .. mc vidal

Joséphine 04/03/2013 13:03



merciiiiiii !