Exercice INT 104

Exercice Publié par admin le 18 février 2026
Bac Sciences MathĂ©matiques & LycĂ©e Calcul intĂ©gral ÉnoncĂ© avec corrigĂ© dĂ©taillĂ©

Conseil méthodologique : Cherchez attentivement cet exercice au brouillon pendant 15 à 30 minutes avant de consulter la solution détaillée ci-dessous.

ÉnoncĂ© de l'exercice :

Soit $f$ et $g$ deux fonctions continues sur un segment $[a;b]$ telles que :
i. $(\forall t \in [a;b]) \quad g(t) \ge 0$.
ii. $(\exists M \in \mathbb{R}^+) (\forall t \in [a;b]) \quad |f(t)| \le M$.
  1. Montrer que : $\left| \int_a^b f(t)g(t) \,dt \right| \le M \int_a^b g(t) \,dt$
  2. Montrer que : $$(\exists c \in [a;b]) \quad \int_a^b f(t)g(t) \,dt = f(c) \int_a^b g(t) \,dt$$
Solution Détaillée & Corrigé Pas à Pas Corrigé complet

  1. ThéorÚme de la moyenne généralisé

    1. Par hypothĂšse, $(\forall t \in [a;b]) \quad |f(t)| \le M$, soit $-M \le f(t) \le M$.
      Comme $g(t) \ge 0$ sur $[a;b]$, la multiplication conserve l'ordre : \[ -M g(t) \le f(t)g(t) \le M g(t) \] Par croissance et linéarité de l'intégrale (avec $a \le b$) : \[ -M \int_a^b g(t) \,dt \le \int_a^b f(t)g(t) \,dt \le M \int_a^b g(t) \,dt \] Ce qui donne directement la valeur absolue demandée : \[ \left| \int_a^b f(t)g(t) \,dt \right| \le M \int_a^b g(t) \,dt \]
    2. La fonction $f$ étant continue sur le segment $[a;b]$, elle y atteint ses bornes. Il existe $\alpha, \beta \in [a;b]$ tels que $f(\alpha) = m = \min_{[a;b]} f$ et $f(\beta) = M = \max_{[a;b]} f$.
      ConsidĂ©rons la fonction auxiliaire $h$ dĂ©finie sur $[a;b]$ par : \[ h(x) = \int_a^b (f(t) - f(x))g(t) \,dt = \int_a^b f(t)g(t) \,dt - f(x) \int_a^b g(t) \,dt \] La fonction $h$ est continue sur $[a;b]$. Évaluons $h$ en $\alpha$ et en $\beta$ :
      $h(\alpha) = \int_a^b (f(t) - m)g(t) \,dt$. Comme $f(t) \ge m$ et $g(t) \ge 0$, on a $h(\alpha) \ge 0$.
      $h(\beta) = \int_a^b (f(t) - M)g(t) \,dt$. Comme $f(t) \le M$ et $g(t) \ge 0$, on a $h(\beta) \le 0$.
      La fonction $h$ change de signe entre $\alpha$ et $\beta$. D'aprÚs le théorÚme des valeurs intermédiaires, il existe un réel $c$ compris entre $\alpha$ et $\beta$ (donc $c \in [a;b]$) tel que $h(c) = 0$.
      L'égalité $h(c) = 0$ donne immédiatement : \[ \int_a^b f(t)g(t) \,dt = f(c) \int_a^b g(t) \,dt \]