« Intégration en mathématiques/Exercices/Suites d'intégrales 2 » : différence entre les versions

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Exercice 18-5 : rectifs, précisions et allègement (donc plus besoin de dessin)
Ligne 92 :
 
== Exercice 18-5==
SoitOn pose, pour <math>f:\R_+\to\Rh</math> la fonctionet <math>x\mapsto-x\ln xk</math>, prolongéeentiers parnaturels continuité en <math>0</math>.:
:<math>H_{h,k}=\int_0^1x^h\left(\ln x\right)^k\,\mathrm dx</math>.
 
'''1°''' &nbsp;Préciser la valeur deCalculer <math>f(H_{h,0)</math>. Représenter graphiquement la fonction <math>f}</math>.
 
'''2°''' &nbsp;Justifier l'existence de <math>H_{h,k}</math> si <math>h>0</math> (le cas <math>h=0</math> et <math>k>0</math> est plus délicat mais sera justifié dans la suite de l'exercice).
'''2°''' &nbsp;Calculer :
:<math>I_1=\int_0^1f(x)\,\mathrm dx</math>.
 
'''3°''' &nbsp;On pose, pour <math>h</math> et <math>k</math> entiers naturels :
:<math>H_{h,k}=\int_0^1x^h\left(\ln x\right)^k\,\mathrm dx</math>.
:Prouver que :
:<math>H_{h,k}=-\frac{k}{h+1}H_{h,k-1}</math>.
 
'''43°''' &nbsp;Calculer Prouver que si <math>H_{h,k>0}</math>. En déduire :
:<math>H_{h,k}=-\frac k{(-h+1)^kk!}H_{(h+1)^{,k+-1}}</math>.
 
'''54°''' &nbsp; En déduire la valeur de<math>H_{h,k}</math>.
:<math>I_k=\int_0^1\frac{\left(f(x)\right)^k}{k!}\,\mathrm dx</math>.
{{Solution|contenu=
#<math>f(H_{h,0)}=0\frac1{h+1}</math>.{{...}}
#La fonction <math>x\mapsto x^h\left(\ln x\right)^k</math> est continue sur <math>\left]0,1\right]</math>, et prolongeable par continuité en <math>0</math> si <math>h>0</math> car <math>\lim_{x\to0}x\left(\ln x\right)^k=0</math>.
{{en cours}}
#<math>H_{h,k}=\frac1{h+1}\left[x^{h+1}\left(\ln x\right)^k\right]_0^1-\frac k{h+1}\int_0^1x^{h+1}\frac{\left(\ln x\right)^{k-1}}x\,\mathrm dx=-\frac k{h+1}H_{h,k-1}</math> (y compris si <math>h=0</math>).
:#<math>H_{h,k}=-\frac{(-1)^k\,k!}{(h+1}H_)^{h,k-+1}}</math> (y compris si <math>h=0</math>).
}}