📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
1. La Primitive On dit qu'une fonction $F$ est une primitive de la fonction $f$ sur un intervalle $I$ si pour tout $x \in I$ : $$F'(x) = f(x)$$ Toutes les primitives de $f$ sont de la forme $F(x) + C$, où $C$ est une constante réelle.
2. Calcul de l'intégrale Si $f$ est une fonction continue sur $[a, b]$ et $F$ est une primitive de $f$ sur $[a, b]$, alors l'intégrale de $f$ de $a$ à $b$ est : $$\int_{a}^{b} f(x) , dx = [F(x)]_{a}^{b} = F(b) - F(a)$$
3. Propriétés de l'intégrale
- Linéarité : $\int_{a}^{b} (\alpha f(x) + \beta g(x)) , dx = \alpha \int_{a}^{b} f(x) , dx + \beta \int_{a}^{b} g(x) , dx$
- Relation de Chasles : $\int_{a}^{b} f(x) , dx + \int_{b}^{c} f(x) , dx = \int_{a}^{c} f(x) , dx$
4. Calcul d'aire Si $f$ est une fonction positive sur $[a, b]$, l'aire $\mathcal{A}$ du domaine délimité par la courbe $C_f$, l'axe des abscisses et les droites $x=a$ et $x=b$ est : $$\mathcal{A} = \int_{a}^{b} f(x) , dx \text{ (en unités d'aire)}$$
Méthodes à maîtriser
- Trouver une primitive : Utiliser les formules de base (ex: $x^n \rightarrow \frac{x^{n+1}}{n+1}$).
- Calculer une intégrale :
- Étape 1 : Trouver une primitive $F$ de la fonction.
- Étape 2 : Appliquer la formule $F(b) - F(a)$.
- Calculer une aire : Vérifier d'abord si la fonction est positive sur l'intervalle, puis calculer l'intégrale.
Exemples corrigés
Exemple 1 : Calcul simple Calculer $I = \int_{1}^{2} 3x^2 , dx$. Solution :
- Une primitive de $f(x) = 3x^2$ est $F(x) = x^3$ (car $(x^3)' = 3x^2$).
- $I = [x^3]_{1}^{2} = 2^3 - 1^3 = 8 - 1 = 7$.
Exemple 2 : Utilisation de l'exponentielle Calculer $J = \int_{0}^{1} e^x , dx$. Solution :
- Une primitive de $e^x$ est $F(x) = e^x$.
- $J = [e^x]_{0}^{1} = e^1 - e^0 = e - 1$.
Erreurs fréquentes
- Erreur de signe : Inverser $F(b) - F(a)$ par $F(a) - F(b)$. Toujours faire (Borne du haut) - (Borne du bas).
- Oubli de la puissance : Pour $x^n$, la primitive est $\frac{x^{n+1}}{n+1}$ et non $x^{n+1}$.
- Calcul d'aire : Oublier que l'aire doit toujours être un résultat positif.