Hypothèses du théorème de dérivation

Bonjour,
je révise l'écrit de l'agreg interne et plus particulièrement les intégrales à paramètre.
Je distingue le cas des intégrales où le paramètre est dans un segment de celui où il est dans un intervalle ouvert.
Pour ces dernières, selon mes livres (Dantzer, Monasse, Tout en Un Dunod), les hypothèses du théorème de dérivation sous le signe somme, ne sont jamais les mêmes et cela me perturbe.
Je me doute que certaines sont plus faibles que d'autres, alors d'après vos expériences, lesquelles prendre ?
Pour ma part, pour l'instant, je me suis arrêté à :
Soit $f : I \times J \rightarrow \mathbb{C},\ (t,x) \mapsto f(t,x)$ où $I$ et $J$ sont deux intervalles ouverts de $\mathbb{R}$.
Si
(1) $\forall x \in J,\ t \mapsto f(t,x)$ est intégrable sur $I$
(2) $\forall t \in I,\ \forall x \in J,\ \dfrac{\partial f}{\partial x}(t,x)$ existe et $\forall t \in I,\ x \mapsto \dfrac{\partial f}{\partial x}(t,x)$ est continue sur $J$
(3) $\exists \varphi : I \rightarrow \mathbb{R}^+$ intégrable sur $I$ telle que : $\forall t \in I,\ \forall x \in J,\ \Big|\dfrac{\partial f}{\partial x}(t,x)\Big| \leqslant \varphi(t)$

Qu'en pensez vous ? Merci.

Réponses

  • Est-ce que l'intégrale de Lebesgue est au programme de l'agreg interne ? Parce que cadre donne le "vrai" théorème de dérivation sous le signe somme avec les hypothèses minimales (voir par exemple "calcul intégral" de Candelpergher ou "théorie de l'intégration" de Briane et Pagès).
  • La condition (1) peut être affaiblie à « $\exists x\in J,$ etc. » En pratique, cette remarque n'a aucun intérêt parce que quand on utilise ce théorème de dérivation, la convergence de la fonction avant dérivation saute le plus souvent aux yeux ; tout est bravement $C^\infty$ donc l'hypothèse (2) est évidente aussi ; finalement, l'hypothèse cruciale est la (3).

    Ce que j'en pense vraiment, c'est qu'il vaut mieux s'en tenir à l'énoncé qui est dans le programme :
    Programme 2019 a écrit:
    Théorème de dérivation : Soient $X$ et $I$ deux intervalles ouverts de $\R$ et $f$ une fonction définie sur $X \times I$ et à valeurs complexes, telle que, pour tout $x$ dans $X$, la fonction partielle $t \mapsto f (x, t)$ est intégrable sur $I$. On suppose que $f$ admet une dérivée partielle $f'_x(x, t)$ en tout point de $X \times I$, que pour tout $t$ dans $I$, la fonction $x\mapsto f'_x(x, t)$ est continue sur $X$. S’il existe une fonction $h$ intégrable sur $I$ et telle que, pour tout $x$ dans $X$ et tout $t$ dans $I$, $| f'_x(x, t)| \le h(t)$, alors la fonction $F$ associant à $x$ de $X$ l’intégrale de $f (x, t)$ sur $I$ est dérivable sur $X$ et on a $F'(x) = \int_I f'_x(x, t) \mathrm{d}t$.
  • Bonsoir Héhéhé,
    et non, il n'y a que l'intégrale de Riemann et le théorème de convergence dominée admis.
  • OK Math Coss,
    merci pour ton retour.
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