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Convergence absolue Définition Soit f une fonction définie et continue sur un intervalle] a, b [. L'intégrale ∫ a b f ( t) d t est dite absolument si l'intégrale ∫ a b | f ( t) | d t Inégalité triangulaire Soit f une fonction définie et continue sur un intervalle] a, b [ (borné ou non). Si l'intégrale de f est absolument convergente sur cet intervalle alors elle est aussi convergente et on a | ∫ a b f ( t) d t | ≤ ∫ a b | f ( t) | d t.
Dans ce cas, $\displaystyle\int_a^b{f(x)\;\mathrm{d}x}=-\int_b^a{f(x)\;\mathrm{d}x}$ et puisque $b\lt a$, d'après le cas précédent, il existe $c$ dans $[b, a]$ tel que: \[f(c)=\frac{1}{a-b}\int_b^a{f(x)\;\mathrm{d}x}=-\frac{1}{a-b}\int_a^b{f(x)\;\mathrm{d}x}=\frac{1}{b-a}\int_a^b{f(x)\;\mathrm{d}x}. \]Ce qui démontre le théorème dans ce second cas. Interprétation: Graphique Lorsque $f$ est continue et positive sur $[a, b]$, l'aire du domaine situé sous la courbe $C_f$ de $f$ coïncide avec celle du rectangle de dimensions $m$ et $b-a$.
Pour tout x ∈]0; 1[ on a ∫ x 1 ln( t) d t = [ t ln( t)] x 1 − ∫ x 1 d t = − x ln( x) − (1 − x) donc par passage à la limite en 0, on trouve ∫ 0 1 ln( t) d t = − 1. Critère de Riemann Soit α ∈ R. La fonction x ↦ 1 / x α est intégrable en +∞ si et seulement si on a α > 1. Elle est intégrable en 0 si et seulement si on a α < 1. Démonstration On écarte le cas α = 1, qui correspond à la fonction inverse dont l'intégrabilité a déjà été traitée. Une primitive de la fonction puissance s'écrit F: x ↦ 1 / ( (1 − α) x α −1). Croissance d'une suite d'intégrales. On distingue alors deux cas. Si α > 1 alors on a lim x →+∞ F ( x) = 0 et lim x →0 F ( x) = −∞. Si α < 1 alors on a lim x →+∞ F ( x) = +∞ et lim x →0 F ( x) = 0. Propriétés On retrouve la plupart des propriétés de l' intégrale sur un segment. Positivité Soit f une fonction positive et intégrable sur un intervalle] a, b [ (borné ou non). On a alors ∫ a b f ( t) d t ≥ 0. Stricte positivité Soit f une fonction continue, positive et intégrable sur un intervalle I non dégénéré. Si la fonction f est d'intégrale nulle sur I alors elle est nulle sur I. Linéarité L'ensemble des fonctions intégrables sur un intervalle non dégénéré forme un espace vectoriel et l'intégrale constitue une forme linéaire sur cet espace.
L'intégrale est donc négative mais une aire se mesure, comme une distance, par une valeur POSITIVE. En l'occurrence, elle est donc égale à la valeur absolue du nombre trouvé. Il est possible qu'une fonction n'admette pas de primitive connue. Sous certaines conditions, une intégrale peut tout de même être approximée par d'autres moyens ( sommes de Davoux... Positivité de l'intégrale. ). Propriétés Elles sont assez intuitives.
Dans ce cas, on note en général d t = φ ′( u) d u, on cherche des antécédents α et β pour les bornes a et b puis on calcule = ∫ α β f ( φ ( u)) φ ′( u) d u. Pour calculer ∫ 0 4 exp( √ x) d x, on peut poser x = t 2, la fonction carré étant de classe C 1 sur R +, avec d x = 2 t d t, les bornes 0 et 4 admettant pour antécédents respectifs 0 et 2, on en déduit ∫ 0 4 exp( √ x) d x = ∫ 0 2 exp( t) 2 t d t et une intégration par parties permet de conclure ∫ 0 2 exp( t) 2 t d t = [ exp( t) 2 t] 0 2 − 2 ∫ 0 2 exp( t) d t = 4 e 2 − 2(e 2 − 1) = 2 e 2 + 2. Croissance de l intégrale b. Sommes de Riemann Les sommes de Riemann (à droite) associées à une fonction f s'écrivent pour tout n ∈ N ∗, S n = ( b − a) / n ∑ k =1 n f ( a + k ( b − a) / n). On peut aussi définir des sommes de Riemann à gauche sous la forme ∑ k =0 n −1 La suite des sommes de Riemann converge vers l'intégrale ∫ a b f ( t) d t. En particulier, pour toute fonction f continue sur [0; 1], on a lim n →+∞ 1 / n f ( k / n) = ∫ 0 1 f ( t) d t.