Exercice
Question
Calculer l'intégrale \(\int_1^x \ln(t)~\mathrm d t\) par parties.
Indice
On écrit \(\ln(t)=1\times \ln(t)\).
Indice
Poser \(u'(t)=1\) et \(v(t)=\ln(t)\).
Solution
On obtient que \(u(t)=t\) et \(\ln'(t)=\dfrac 1 t\).
En intégrant par parties, on obtient \(\int_1^x 1\times \ln(t)~ dt=\left[t\times \ln(t)~dt\right]_1^x-\int_1^x t\times \dfrac 1 t ~dt=x\ln(x)-1ln(1)-\int_1^x 1~dt=x \ln x-(x-1)=x\ln x-x+1\).
On trouve le même résultat qu'en calculant \(\left[t\ln t-t\right]_1^x\) (on se rappelle qu'une primitive de la fonction \(\ln\) est la fonction \(x\longmapsto x\ln(x)-x\)).
Question
Calculer \(\int_{-1}^1 x e^x ~\mathrm dx\).
Solution
On pose \(u'(x)=e^x\) et \(v(x)=x\). Alors :
\(\int_{-1}^1 x e^x ~\mathrm dx=\left[ e^x \times x\right]_{-1}^1-\int_{-1}^1 1\times e^x~\mathrm dx=e^1\times 1-e^{-1}\times(-1)-[e^x]_{-1}^1=e-e^{-1}+e+e^{-1}=2e^{-1}\).
Question
Calculer \(I=\int_0^{e-1}\dfrac x {(x+1)^2}~\mathrm dx\).
Indice
Calculer \(\int_0^{e-1}\dfrac 1 {x+1}~\mathrm dx\).
Solution
On pose sur \([0 ;e-1]\), \(u'(x)=\dfrac 1 {(x+1)^2}\) et \(v(x)=x\).
Alors, on peut écrire que \(u(x)=-\dfrac 1 {x+1}\) et \(v'(x)=1\).
Ainsi :
\(I=[-\dfrac x {x+1}]_0^{e-1}-\int_0^{e-1}-\dfrac 1 {x+1}~\mathrm dx\)
\(~=(-\dfrac{e-1}{e}-0)-[-\ln(x+1)]_0^{e-1}\)
\(~=\dfrac {1-e}{e}-(-\ln(e-1+1)+\ln(0+1))\)
\(~=\dfrac{1-e}{e}-(-1+0)=\dfrac{1-e}{e}+1\)
\(~=\dfrac 1 e\).
Question
Calculer \(I=\int_1^e x\ln x ~\mathrm dx\).