Correction de l'exercice
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Calcul par double intégration par parties
- Notons $I = \int_0^{\frac{\pi}{8}} e^{-2t} \cos(2t) \,dt$. Procédons à une première intégration par parties :
- Appliquons la même méthode pour la seconde intégrale :
- En réinjectant ce résultat dans la première équation, nous obtenons :
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Calcul des intégrales $E$ et $ F $
- Calculons $E+F$ :
- En utilisant la formule de duplication $\cos^2(t) - \sin^2(t) = \cos(2t)$, calculons $E-F$ :
- Déduisons les valeurs de $E$ et $F$ en additionnant puis en soustrayant les deux équations :
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Calcul de $~E~$ par linéarisation
- En utilisant la formule de linéarisation $\cos^2(t) = \frac{1+\cos(2t)}{2}$, l'intégrale $E$ peut être décomposée :
- D'après le résultat de la première question, nous savons que: $~~\int_0^{\frac{\pi}{8}} e^{-2t} \cos(2t) \,dt = \frac{1}{4}$.
Calculons l'intégrale restante :
- En substituant ces valeurs dans l'expression de $E$, on obtient :
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Calcul de $F$ par linéarisation:
- De manière analogue, en utilisant l'identité $\sin^2(t) = \frac{1-\cos(2t)}{2}$, l'intégrale $F$ s'écrit :
- En réutilisant les valeurs calculées précédemment :