Primitive polynôme*exponentielle [RESOLU]

Réponses à toutes vos questions après le Bac (Fac, Prépa, etc.)
Harmonie
Membre Naturel
Messages: 64
Enregistré le: 10 Avr 2014, 20:10

Primitive polynôme*exponentielle [RESOLU]

par Harmonie » 20 Jan 2015, 13:21

Bonjour, j'ai un second exercice qui me pose soucis.

Image

Question 1

On a f(x) sous forme d'un produit d'un polynôme du 3e degré avec b et c =0 et d'une exponentielle soit f(x)=P(x)*exp(ax) avec P(x)=x^3 et a=-2
Je sais que la dérivée de x^3 est 3x²
Je sais que la dérivée de exp(-2x) est -exp(-2x)/2

Pour trouver la primitive de f(x) je pense que je dois faire une intégration par partie, laborieux.
Je sais qu'on peut aussi la trouver avec F(x)=[P'(x)+aP(x)]exp(ax)
Du coup ici on aurait
F(x) = [3x² - 2x^3] * exp(-2x) ?

Question 2
J'ai pensé à une décomposition en éléments simples puisque c'est ce que ça semble être. En SI, pour décomposer en éléments simples, on calcule le discriminant du dénominateur (pôles), on se retrouve avec un système et on identifie les coefficients. J'ai voulu appliquer cette méthode mais on voit bien que 2+x² ne doit pas bouger. J'ai alors pensé à une mise sous le même dénominateur, mais j'arrive à
(ax+b)(2+x²)+cx+d
= 2ax + ax(^3) + bx² + 2b + cx + d

J'identifie donc a = 1, b=0, c=-1 et d=1, mais j'arrive à une contradiction, car si a = 1, alors 2ax = 2x, or on a pas de terme en 2x dans la fraction de départ.
Du coup, j'y vais façon bourrine en écrivant la fraction de départ comme une somme de fraction, ici je pose D= 2+x² :

[ x(^3) / D ] - [ x / D ] + [ 1 / D ]
Du coup, j'identifie
ax+b = x^3, donc b=0 et a = x²
c = - 1
d = 1.

Ca peut convenir ? Je pense avoir fait une erreur dans ma primitive, car 3x² - 2x^3 n'est pas égal à x^3-x+1

Question 3
Pour calculer cette intégrale je peux me ramener à la décomposition en éléments simples trouvée précédemment en intégrant chaque terme séparément celle-ci étant fausse, je ne peux trouver de résultat juste..

Merci d'avance!



Monsieur23
Habitué(e)
Messages: 3966
Enregistré le: 01 Oct 2006, 17:24

par Monsieur23 » 20 Jan 2015, 13:34

Aloha,

Pour la question 1, il suffit de dériver ce que tu trouves pour vérifier, non ?

Pour la question 2, la mise au même dénominateur me semble une bonne idée ; tu veux
2ax + ax(^3) + bx² + 2b + cx + d = x^3 - x + 1

Et 2ax + ax(^3) + bx² + 2b + cx + d = ax^3 + bx^2 + (2a+c)x + (2b+d).

Tu dois donc résoudre
1 = a
0 = b
-1 = 2a+c
1 = 2b+d

qui est un système plutôt pas trop dur à résoudre. Une fois que tu as a,b,c,d, remet au même dénominateur pour vérifier que tu as les bonnes valeurs :-)
« Je ne suis pas un numéro, je suis un homme libre ! »

mathelot

par mathelot » 20 Jan 2015, 13:38

(i)
dans le temps, on intégrait par parties des intégrales indéfinies




puis rebelote.

mathelot

par mathelot » 20 Jan 2015, 13:47

as tu vû la division (euclidienne) des polynômes ?

ax+b est le quotient , cx+d le reste (de degré < 2)

paquito
Membre Complexe
Messages: 2168
Enregistré le: 26 Fév 2014, 12:55

par paquito » 20 Jan 2015, 14:43

La formule que tu donnes, c'est f'(x) et non pas F(x); tu doit faire 3 I.P.P. successives en posant systématiquement; donc, il faut être bien méthodique!

Pour l'exercice suivant, on te guides, je ne vois pas quoi dire de plus.

Harmonie
Membre Naturel
Messages: 64
Enregistré le: 10 Avr 2014, 20:10

par Harmonie » 20 Jan 2015, 15:20

OK, merci à vous.
Je sais donc que la démarche est bonne, même si le résultat est faux c'est plus simple à corriger que lorsqu'on fait totalement fausse route !

mathelot

par mathelot » 20 Jan 2015, 15:26

(1)

commme ils ne demandent pas l'unicité des coefficients a et b, c'est gagné.

Pisigma
Habitué(e)
Messages: 3128
Enregistré le: 21 Déc 2014, 23:38

par Pisigma » 20 Jan 2015, 16:33

Bonjour,

Pour la question 3:

Décomposition en fractions simples



En intégrant terme à terme, de 0 à 1, et après quelques transformations, on trouve:



Sauf erreur de ma part :lol3:

Harmonie
Membre Naturel
Messages: 64
Enregistré le: 10 Avr 2014, 20:10

par Harmonie » 20 Jan 2015, 17:54

Bonsoir, bon alors j'ai fait le calcul par IPP, mon résultat n'est pas cohérent, je ne vois pas où je me suis trompée donc.. Je sollicite à nouveau votre aide :help:

Image

paquito
Membre Complexe
Messages: 2168
Enregistré le: 26 Fév 2014, 12:55

par paquito » 20 Jan 2015, 20:04

Il faut poser u(x)= et, d'où et , sinon ça ne marche pas du tout !!

Harmonie
Membre Naturel
Messages: 64
Enregistré le: 10 Avr 2014, 20:10

par Harmonie » 20 Jan 2015, 20:17

Mais en posant ça, je change l'intégrale de départ non ?

Si
u(x) = x^3, alors u'(x) = 3x²
v'(x) = e^(-2x) alors v(x) = -1/2 * e^(-2x).

Ce qu'on veut calculer, c'est la primitive de x^3*e^(-2x)
Soit u(x) * v'(x), alors que la formule d'IPP me donne u'(x)*v(x)=..
Du coup je dois tout inverser ?

paquito
Membre Complexe
Messages: 2168
Enregistré le: 26 Fév 2014, 12:55

par paquito » 20 Jan 2015, 20:29

Harmonie a écrit:Mais en posant ça, je change l'intégrale de départ non ?

Si
u(x) = x^3, alors u'(x) = 3x²
v'(x) = e^(-2x) alors v(x) = -1/2 * e^(-2x).

Ce qu'on veut calculer, c'est la primitive de x^3*e^(-2x)
Soit u(x) * v'(x), alors que la formule d'IPP me donne u'(x)*v(x)=..
Du coup je dois tout inverser ?



Tu fais comme tu veux! Si tu veux que ça marche, suis plutôt mes conseils:


Harmonie
Membre Naturel
Messages: 64
Enregistré le: 10 Avr 2014, 20:10

par Harmonie » 20 Jan 2015, 21:08

Haha, non je fais pas vraiment comme je veux (j'aimerais tellement), plus je peux éviter de me tromper aux partiels, mieux c'est !


La méthode que j'ai utilisée est identique à la tienne Paquito, et j'ai trouvé mon erreur : au lieu de prendre la primitive de l'exponentielle, j'ai pris sa dérivée. J'ai refais en corrigeant, je trouve presque le bon résultat mais j'ai un facteur 1/2 devant x^(3)-x+1. Une erreur de signe a dû se glisser quelque part, c'est pas bien grave.

Merci à vous tous !

 

Retourner vers ✯✎ Supérieur

Qui est en ligne

Utilisateurs parcourant ce forum : Aucun utilisateur enregistré et 16 invités

Tu pars déja ?



Fais toi aider gratuitement sur Maths-forum !

Créé un compte en 1 minute et pose ta question dans le forum ;-)
Inscription gratuite

Identification

Pas encore inscrit ?

Ou identifiez-vous :

Inscription gratuite