Correction de l'exercice
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Calcul de l'intégrale $I$
- On remarque que $(1+e^x)$ est la dérivée exacte de $(x+e^x)$. Faisons-la apparaßtre pour intégrer par parties :
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Calcul des intégrales $J$ et $K$
- Pour $J$, on décompose $e^{2x} = e^x \cdot e^x$ pour identifier la forme $u' \sin(u)$ qui est la dérivée de $-\cos(u)$ :
- Pour $K$, on écrit $x^3 = x^2 \cdot x$ et on utilise les exposants fractionnaires pour identifier la primitive de $x(1+x^2)^{-\frac{1}{2}}$ :
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Calcul des intégrales $L$ et $M$
- Pour $L$, la primitive de $\cos(x)$ est immédiate :
- Pour $M$, on décompose $\frac{1}{x^3} = \frac{1}{x} \cdot \frac{1}{x^2}$ pour faire apparaßtre la dérivée de $-e^{\frac{1}{x}}$ :
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Calcul des intégrales $N$ et $P$
- Pour $N$, on utilise les exposants pour dériver et intégrer facilement :
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Calcul par de N par changement de varaible:
- On remarque que:
$\frac{1}{\sqrt{1+x}} \,dx = 2 \,d(\sqrt{1+x})$.
De plus: $~~\ln(1+x) = \ln\left((\sqrt{1+x})^2\right) = 2\ln(\sqrt{1+x})$. - Changement de variable:
$t = \sqrt{1+x}~$ avec pour bornes $~t=1$ pour $~x=0$, et $~t=\sqrt{2}$ pour $~x=1$)
L'intégrale s'écrit alors :
- En utilisant directement la primitive usuelle du logarithme népérien: $F(t)=t\ln(t) - t$), On obtient :
- On remarque que:
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- Pour $P$, une double intégration par parties permet de boucler sur l'intégrale de départ sans avoir besoin de linéariser $\sin^2(x)$ au préalable :
- En utilisant la formule de duplication $\cos(2x) = 1 - 2\sin^2(x)$, on retrouve $P$ :