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Mathématiques — 1ère
Calcul intégral : primitives et intégrales
Classe de 1ère
Cours & Explication
L'intégrale est l'opération inverse de la dérivation. Elle permet de calculer des aires. 🔹 Primitive : F est une primitive de f si F' = f. • Toute fonction continue sur un intervalle admet des primitives. • Deux primitives diffèrent d'une constante : F(x) + C. 🔹 Primitives usuelles : • xⁿ → xⁿ⁺¹/(n+1) (n ≠ -1) • 1/x → ln|x| • eˣ → eˣ • cos(x) → sin(x) • sin(x) → -cos(x) • 1/√x → 2√x 🔹 Intégrale définie : ∫[a;b] f(x)dx = [F(x)]ᵃᵇ = F(b) - F(a) 🔹 Propriétés : • Linéarité : ∫(f+g) = ∫f + ∫g ; ∫kf = k∫f • Relation de Chasles : ∫[a;c] = ∫[a;b] + ∫[b;c] • Si f ≥ 0 sur [a;b] : ∫[a;b] f(x)dx ≥ 0 🔹 Aire sous une courbe : Si f(x) ≥ 0 sur [a;b] : Aire = ∫[a;b] f(x)dx Si f change de signe : Aire = somme des valeurs absolues des intégrales par morceaux.
Exemples & Pratique
📝 Calculer ∫[0;2] (3x²-2x+1) dx : [x³-x²+x]₀² = (8-4+2)-(0) = 6 📝 Calculer ∫[1;e] (1/x + eˣ) dx : [ln|x| + eˣ]₁ᵉ = (1+eᵉ)-(0+e) = 1+eᵉ-e 📝 Primitive de f(x) = (2x+1)e^(x²+x) : On reconnaît u'eᵘ avec u=x²+x, u'=2x+1 Primitive : e^(x²+x) + C 📝 Aire entre la courbe y=x² et l'axe des x sur [0;3] : ∫[0;3] x² dx = [x³/3]₀³ = 27/3 = 9 unités d'aire
Exercices Corrigés
Trouver une primitive de f(x) = 4x³ - 3x² + 2.
Correction
F(x) = x⁴ - x³ + 2x + C.
Calculer ∫[0;π/2] cos(x) dx.
Correction
[sin(x)]₀^(π/2) = sin(π/2) - sin(0) = 1 - 0 = 1.
Calculer l'aire de la région délimitée par f(x) = x²-4 et l'axe des x entre x=-2 et x=2.
Correction
f(x) ≤ 0 sur [-2;2] (racines ±2). Aire = |∫[-2;2](x²-4)dx| = |[x³/3-4x]₋₂²| = |(8/3-8)-(-8/3+8)| = |16/3-16| = 32/3.
Trouver la primitive de f(x) = 2x/(x²+1).
Correction
On reconnaît u'/u avec u=x²+1, u'=2x. Primitive : ln(x²+1) + C.
Énoncer la relation de Chasles et donner un exemple.
Correction
∫[a;c]f = ∫[a;b]f + ∫[b;c]f. Exemple : ∫[0;3] = ∫[0;1] + ∫[1;3]. Utile quand f change de signe en b.
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