Exercices importants d'intégration segmentaire

topopot
Modifié (December 2021) dans Analyse
Bonjour
Quels sont selon vous les exercices ou résultats les plus importants/classiques qu'il faut savoir faire et connaître dans le cadre de l'intégrale de Riemann et ses variantes amoindries (donc niveau prépa) ?
Par important/classique : parce que ça mobilise des techniques importantes, parce qu'on s'en sert souvent ailleurs que dans ce chapitre, parce que c'est « très classique », résultat de cours dont la démonstration est importante...
Dans cette liste je mets par exemple.

1) Wallis. 
Convergence et équivalent de la suite $\left(\int_0^{\pi/2}\sin^n(t)\text{d}t\right)_{n\in\N}$.

2) Intégrale de Poisson.
Existence et calcul pour tout $\alpha\in\R\setminus\{-1,1\}$ de $\int_0^{\pi}\ln\left(1-2\alpha\cos(t)+\alpha^2\right)\text{d}t$.

3) Deuxième formule de la moyenne.
Soient $f:[a,b]\rightarrow\R$ une application positive décroissante et $g:[a,b]\rightarrow\R$ une application Riemann-intégrable. Alors il existe $c\in [a,b]$ tel que $\int_a^b fg=f(a)\int_a^c g.$
  • Facile lorsque $f$ est de classe $\mathcal C^1$ et $g$ continue.
  • Plus difficile mais intéressant (découpage) dans le cas général. 
4) Lemme de Riemman-Lebesgue.
Montrer que pour toute application Riemann-intégrable $f:[a,b]\rightarrow\C$, $\lim\limits_{n\to+\infty}\int_a^b f(t)e^{int}\text{d}t=0.$

Que rajouteriez-vous à cette liste ?

Réponses

  • Math Coss
    Modifié (December 2021)
    La limite de $n\int_0^1x^nf(x)\mathrm{d}x$ et, sous des hypothèses convenables, la suite du développement asymptotique. 
    Il faut savoir repérer les sommes de Riemann qui apparaissent plus ou moins naturellement, par exemple dans l'estimation de l'erreur de la méthode des rectangles (ou des trapèzes, etc.).
  • @topopot : connais-tu des applications des 4 exemples que tu donnes ? 
  • Dom
    Dom
    Modifié (December 2021)
    Je pense à cela : la norme $||.||_p$ tend vers la norme $||.||_{\infty}$ pour les fonctions continues.
    Je ne sais pas si ça rentre dans le thème. 
  • topopot
    Modifié (December 2021)
    @Math Coss merci je ne connaissais pas, c'est quoi la condition de régularité de $f$ pour la limite ?

    @Magnéthorax
    - pour Wallis, je connais la formule de Stirling 
    - pour Poisson, rien du tout.
    - pour la deuxième formule de la moyenne, je sais qu'un critère d'Abel pour les intégrales impropres l'utilise.
    - pour Riemann-Lebesgue, ça donne la convergence vers $0$ des coefficients de Fourier mais j'avoue que c'est plutôt une reformulation qu'une application... Je ne connais rien d'autre malheureusement. 

    Merci @Dom ! Même si pour moi je le vois plutôt dans la partie e.v.n., je vais essayer de le refaire tiens car ça fait très longtemps que je l'ai vu !
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