2 D ´
ERIVATION ET INT´
EGRATION
2. Int´
egration sur un intervalle quelconque
2.1. Fonctions int´egrables `a valeurs positives.
Exercice 2.1.1.F
D´emontrer que Z+∞
1
x−[x]
x2dxest bien d´efinie et, en fonction de γ= lim
n→+∞n
P
k=1
1
k−ln n,
calculer cette int´egrale .
γest ce qu’on appelle la constante d’Euler et vaut `a peu pr`es 0,577.
Exercice 2.1.2.F T
Soit n∈N∗, on pose un=Z+∞
0
dx
(1 + x2/n2)n2.
Montrer que unest bien d´efinie et que lim
n→+∞un=√π
2.
Exercice 2.1.3.I
Calculer, pour n∈Net t > 0, In=Z+∞
0
e−x/txndx.
Montrer que, pour a > 0, on a :
Z+∞
a
e−x/txndx < e−a/(2t)n!(2t)n+1.
Exercice 2.1.4.I
Soit f:R+→R+une fonction continue par morceaux, born´ee, telle que
∀x∈R+, f(x)6a
3Zx
0
e−a(x−t)f(t) dt+a
3Z+∞
x
ea(x−t)f(t) dt+1
3e−ax/2, a > 0.
Montrer que f(x) tend vers 0 quand xtend vers +∞.
Exercice 2.1.5.D
Soit f∈ C(]0,+∞[,]0,+∞[) de carr´e int´egrable sur ]0,+∞[.
(1) Pour x > 0 fix´e, montrer que t7→ f(t) est int´egrable sur ]0, x].
On pose g(x) = Zx
0
f(t) dt.
(2) Soit 0 < a < b, on d´efinit
z= Zb
ag(x)
x2
dx!1/2
, α =Zb
a
f2(t) dt1/2
, β =(g(a))2
a.
Montrer que z2−2αz −β60.
En d´eduire l’existence de I=Z+∞
0g(x)
x2
dx.
Trouver kr´eel tel que I6kZ+∞
0
f2(t) dt.