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Bonsoir, est-ce que c’est possible de m’aider sur un exercice de maths de primitive et intégral. Merci

Bonsoir Estce Que Cest Possible De Maider Sur Un Exercice De Maths De Primitive Et Intégral Merci class=
Bonsoir Estce Que Cest Possible De Maider Sur Un Exercice De Maths De Primitive Et Intégral Merci class=

Sagot :

Tenurf

Bonjour,

Ton devoir est trop long, je vais te proposer une réponse pour la partie 3 et postes d'autres questions pour les autres parties.

1.

[tex]\displaystyle W_0=\int_0^{\pi/2} sin^0(x) \mathrm dx =\int_0^{\pi/2} \mathrm dx \\\\\boxed{W_0=\dfrac{\pi}{2}} \\\\\displaystyle W_1=\int_0^{\pi/2} sin(x) \mathrm dx =[-cos(x)]_0^{\pi/2} = 1\\\\\boxed{W_1=1}\\\\W_2=\int_0^{\pi/2} sin^2(x) \mathrm dx[/tex]

Il faut linéariser [tex]sin^2(x)[/tex]

Nous savons que, pour a et b réels quelconques,

[tex]cos(a+b)=cos(a)cos(b)-sin(a)sin(b)\\\\cos(2a)=cos^2(a)-sin^2(a)=1-sin^2(a)-sin^2(a)=1-2sin^2(a)\\\\sin^2(a)=\dfrac{1-cos(2a)}{2}[/tex]

De ce fait,

[tex]\displaystyle W_2=\int_0^{\pi/2} sin^2(x) \mathrm dx\\\\=\int_0^{\pi/2} \dfrac{1-cos(2x)}{2} \mathrm dx\\\\=\int_0^{\pi/2} \dfrac{1}{2} \mathrm dx-\int_0^{\pi/2} \dfrac{cos(2x)}{2} \mathrm dx\\\\=\dfrac{\pi}{4}-[\dfrac{sin(2x)}{4}]_0^{\pi/2}\\\\=\dfrac{\pi}{4}-0\\\\\boxed{W_2=\dfrac{\pi}{4}}[/tex]

2.

Pour n entier positif strictement plus grand que 1, faisons une integration par parties

[tex]v'(x)=cos(x)sin^{n-2}(x)\\\\v(x)=\dfrac{sin^{n-1}(x)}{n-1}\\\\u(x)=cos(x)\\\\u'(x)=-sin(x)[/tex]

Donc

[tex]\displaystyle \int_0^{\pi/2} cos^2(x)sin^{n-2}(x) \mathrm dx\\\\=\int_0^{\pi/2} cos(x) \mathrm d(\dfrac{sin^{n-1}(x)}{n-1})\\\\=[\dfrac{cos(x)sin^{n-1}(x)}{n-1}]_0^{\pi/2} + \int_0^{\pi/2} \dfrac{sin^n(x)}{n-1} \mathrm dx\\\\=\dfrac{W_n}{n-1}[/tex]

Or

[tex]\displaystyle \int_0^{\pi/2} cos^2(x)sin^{n-2}(x) \mathrm dx\\\\=\int_0^{\pi/2} (1-sin^2(x))sin^{n-2}(x) \mathrm dx\\\\=\int_0^{\pi/2} sin^{n-2}(x) \mathrm dx - W_n\\\\=W_{n-2}-W_n[/tex]

Donc

[tex]\dfrac{W_n}{n-1}=W_{n-2}-W_n \\\\\iff W_n=(n-1)W_{n-2}-(n-1)W_n\\\\\iff \boxed{W_n=\dfrac{n-1}{n}W_{n-2}}[/tex]

3.

Montrons que ces propositions sont vraies pour tout n

Initialisation. C'est vrai au rang p=1 pour la formule en 2p

[tex]W_2=\pi/2 \times \dfrac{1}{2}=\dfrac{W_0}{2}[/tex]

et au rang p=0 pour la formule en 2p+1

[tex]W_3=\dfrac{2}{3}W_0=\dfrac{2}{3}=\dfrac{2 \times 1}{2\times 1 +1}[/tex]

Hérédité

Supposons que cela soit vrai au rang p et montrons le au rang p+1

On utilise la relation de récurrence du 2. et il vient

[tex]W_{2p+2}=\dfrac{2p+1}{2p+2}W_{2p}\\\\W_{2p+3}=\dfrac{2p+1}{2p+3}W_{2p+1}[/tex]

En utilisant les hypothèse de récurrence nousa vons bien la proposition valable au rang p+1

Conclusion

Nous avons démontré par récurrence les relations demandées.

Et en faisant le rapport

les 2k se simplifient et

[tex](2k-1)(2k+1)=(2k)^2-1=4k^2-1[/tex]

d'où le résultat.

4. ne présente pas de difficultés, juste une calculatrice.

Merci

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