Intégral impropre de 0 à + l'infini


  • A

    Bonjour
    Merci de m'orienter pour étudier la convergence et de calculer
    l'intégral de 0 a + l'infini de :
    [ln(x^2 + 1) - ln(x^2)]dx
    Merci infiniment


  • B

    Bonjour,

    Aide pour le calcul.

    ∫(ln(x2+1)−ln(x2))dx\int (ln(x^2+1) - ln(x^2)) dx(ln(x2+1)ln(x2))dx

    =∫ln(x2+1x2)dx= \int ln(\frac{x^2+1}{x^2}) dx=ln(x2x2+1)dx

    IPP avec u = ln((x²+1)/x²)
    du=−2x(x2+1)dxdu = -\frac{2}{x(x^2+1)} dxdu=x(x2+1)2dx
    et dx = dv ---> x = v

    =∫lnx2+1x2dx=x.ln(x2+1x2)+2∫dxx2+1= \int ln\frac{x^2+1}{x^2} dx = x.ln(\frac{x^2+1}{x^2}) + 2\int \frac{dx}{x^2+1}=lnx2x2+1dx=x.ln(x2x2+1)+2x2+1dx

    =∫ln(x2+1x2)dx=x.ln(x2+1x2)+2.arctan(x)= \int ln(\frac{x^2+1}{x^2}) dx = x.ln(\frac{x^2+1}{x^2}) + 2.arctan(x)=ln(x2x2+1)dx=x.ln(x2x2+1)+2.arctan(x)

    ∫0∞ln(x2+1x2)dx=[x.ln(x2+1x2)+2.arctan(x)]0∞\int_0^\infty ln(\frac{x^2+1}{x^2}) dx = [x.ln(\frac{x^2+1}{x^2}) + 2. arctan(x)]_0^\infty0ln(x2x2+1)dx=[x.ln(x2x2+1)+2.arctan(x)]0

    ∫0∞ln(x2+1x2)dx=0+2.π2\int_0^\infty ln(\frac{x^2+1}{x^2}) dx = 0 + 2. \frac{\pi}{2}0ln(x2x2+1)dx=0+2.2π

    ∫0∞ln(x2+1x2)dx=π\int_0^\infty ln(\frac{x^2+1}{x^2}) dx = \pi0ln(x2x2+1)dx=π


  • B

    Rebonjour,

    Pour le 1 ... (à remettre sous forme acceptable et compléter).

    ln(x²+1) - ln(x²) = ln((x²+1)/x²) (continue sur R*+)
    ... tend vers 0 en plus l'infini

    Donc si il y a des soucis pour l'intégration ce serait uniquement pour x --> 0

    Pour x proche de 0+, on a ln((x2+1)/x2)≃ln(1/x2)=−2.ln(x)ln((x^2+1)/x^2) \simeq ln(1/x^2) = -2.ln(x)ln((x2+1)/x2)ln(1/x2)=2.ln(x)

    Or −2.∫ln(x)dx=−2.(xln(x)−x)-2.\int ln(x) dx =-2.( xln(x) - x)2.ln(x)dx=2.(xln(x)x)

    Et limx→0+[−2.(xln(x)−x)]=0lim_{x\to 0+} [-2.(xln(x) - x)] = 0limx0+[2.(xln(x)x)]=0

    Il n'y a donc pas de soucis non plus avec l'intégrale du coté de la borne x=0
    '''''''''''''
    Attendre l'intervention d'un vrai matheux (pas moi) pour corriger cela.