Intégrale double
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Intégrale double



  1. #1
    invite06442e5d

    Intégrale double


    ------

    Bonjour,
    j'ai besoin d'aide pour résoudre cette intégrale:

    ∬D 1/(x²+y²) dx dy où D={(x,y) ϵ R²: 1≤x≤2, x/2≤y≤x}
    j'ai essayé de factoriser par x² pour faire apparaitre la dérivée de arctan pour pouvoir primitivé mais j'ai un problème pour trouver les bornes de l'intégrales.

    Merci d'avance.

    -----

  2. #2
    invite03f2c9c5

    Re : intégrale double

    Bonjour, quand je vois la tête de la fonction à intégrer, cela me semble une bonne idée de travailler en coordonnées polaires. Le domaine d'intégration n'est pas très compliqué à exprimer dans ces coordonnées non plus.

  3. #3
    invite06442e5d

    Re : intégrale double

    ok je te remercie je vais essayer.

  4. #4
    invite06442e5d

    Re : intégrale double

    j'ai du mal à exprimer le domaine d'intégration. 1≤ rcosθ≤ 2 et (rcosθ)/2≤ rsinθ≤ cosθ

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite03f2c9c5

    Re : intégrale double

    Ce domaine, l'as-tu dessiné ? Si tu le fais, tu verras que l'angle polaire varie entre deux bornes fixes très simples. Quant à la distance à l'origine , elle varie bien entre et . Ensuite, messieurs Jacobi et Fubini nous permettent de finir le calcul…

  7. #6
    invite06442e5d

    Re : intégrale double

    je ne vois pas comment le dessiner.

  8. #7
    invite03f2c9c5

    Re : intégrale double

    Citation Envoyé par c.cathy Voir le message
    je ne vois pas comment le dessiner.
    Hmmm, tracer les droites d'équations , , et , c'est si compliqué ?

  9. #8
    invitea3eb043e

    Re : intégrale double

    Pas besoin d'aller chercher des coordonnées polaires. Tu commences par intégrer sur y entre x/2 et x et ça se simplifie énormément.

  10. #9
    invite06442e5d

    Re : intégrale double

    Citation Envoyé par DSCH Voir le message
    Hmmm, tracer les droites d'équations , , et , c'est si compliqué ?
    j'ai cru que tu me parlais du domaine avec les θ. En traçant ce domaine comment on trouve les bornes de θ. J'ai toujours des difficultés à trouver les bornes.

  11. #10
    invite03f2c9c5

    Re : intégrale double

    Citation Envoyé par Jeanpaul Voir le message
    Pas besoin d'aller chercher des coordonnées polaires. Tu commences par intégrer sur y entre x/2 et x et ça se simplifie énormément.
    Oui, c'est vrai que le passage en polaires n'est pas nécessaire ici, et si j'avais mieux lu le premier message de la posteuse initiale, je ne l'aurais pas aiguillée sur une autre voie (elle avait déjà remarqué qu'on pouvait faire apparaître la dérivée d'arctangente). En revanche, je ne comprends pas bien son souci au niveau des bornes (si on ne fait pas de changement de variables, les bornes sont déjà données…).

    Après, c'est peut-être une question de goût, j'ai l'impression de mieux « voir les choses » en polaires, mais j'ai sans doute exagéré en qualifiant de très simple la borne inférieure pour (qui est et que j'avoue avoir d'abord confondue avec dans un moment d'égarement ). En termes de quantité de calculs, les deux méthodes donnent le résultat assez rapidement.

    Bref, C.cathy, désolé de t'avoir embrouillée, tu devrais peut-être revenir à ton idée initiale et suivre le conseil de Jean-Paul.

  12. #11
    invite03f2c9c5

    Re : intégrale double

    Et pour me racheter, j'explicite un peu plus ce que suggère Jean-Paul : l'intégrale à calculer est
    .

  13. #12
    invite06442e5d

    Re : intégrale double

    Merci à vous deux.Donc ma première idée n'était pas totalement fausse. J'ai trouvé arctan(2)-arctan(1) est-ce bon?

  14. #13
    invitea3eb043e

    Re : intégrale double

    Vérifie tes calculs, ça cloche de plusieurs façons. Ne va pas trop vite quand même.

  15. #14
    invite06442e5d

    Re : intégrale double

    c'est 1/2 facteur de arctan(1/2)-arctan(1).

  16. #15
    invite03f2c9c5

    Re : intégrale double

    Cela ressemble un peu plus à la solution, mais ce n'est pas encore cela (d'ailleurs, n'est-ce pas bizarre de trouver une intégrale négative pour une fonction positive ?).

    Peux-tu poster le détail de tes calculs afin qu'on puisse repérer une éventuelle erreur ? Parce que le résultat seul, cela ne dit pas grand chose.

  17. #16
    invite06442e5d

    Re : intégrale double

    Ah c'est les bornes j'ai pris l'intégrale que tu avais écrite tu as inversé les bornes de l'intégrale par rapport à y. Donc le résultat c'est plutôt (1/2)(arctan(1)-arctan(1/2)).

  18. #17
    invite03f2c9c5

    Re : intégrale double

    Ah oui tiens, j'ai inversé les bornes et ne peux plus éditer mon message. Décidemment, je ne suis pas au top sur ce fil . Bon, mais je ne trouve toujours pas le même résultat que toi !

  19. #18
    invite06442e5d

    Re : intégrale double

    Là je sèche.

  20. #19
    invite03f2c9c5

    Re : intégrale double

    En supposant pour le moment constant, quelle primitive trouves-tu pour la fonction ?

  21. #20
    invite06442e5d

    Re : intégrale double

    Je trouve (1/x²)[arctan(y/x)] de x/2 à x.

  22. #21
    invite03f2c9c5

    Re : intégrale double

    Ok, il y a donc une erreur dans ton calcul de primitive : la dérivée de n'est pas ; il s'agit d'une dérivée de fonction composée (pas difficile, n'oublie pas que est considéré comme une constante pour le moment).

  23. #22
    invite06442e5d

    Re : intégrale double

    ok ce qui nous donne (1/x)[arctan(y/x)].La solution est ln2 (arctan(1)-arctan(1/2))?

  24. #23
    invitea3eb043e

    Re : intégrale double

    Il s'agit d'abord de calculer l'intégrale sur y de 1/(x²+y²).
    L'intégrale indéfinie de 1/(a²+u²) c'est 1/a Arctg(u/a) et en intégrant sur y tu as oublié le x du dénominateur, ce qui change évidemment le résultat final.

  25. #24
    invite03f2c9c5

    Re : intégrale double

    Citation Envoyé par c.cathy Voir le message
    ok ce qui nous donne (1/x)[arctan(y/x)].La solution est ln2 (arctan(1)-arctan(1/2))?
    Voilà, nous sommes d'accord. Tu peux cependant remplacer l'arctangente de 1 par sa valeur exacte.

  26. #25
    invite06442e5d

    Re : intégrale double

    D'accord pas de problème. Merci beaucoup.

  27. #26
    invite03f2c9c5

    Re : intégrale double

    Bon, pour amuser la galerie (ou juste montrer combien je peux avoir l'esprit tordu), voilà ce que ça donne en passant en coordonnées polaires. Le domaine d'intégration devient l'ensemble des tels que et , si bien que l'intégrale à calculer est (on n'oublie pas le jacobien qui vaut )
    ,
    ce qui donne
    .
    Ouf, on retrouve le même résultat ! Bon, je suis peut-être complètement fou, mais j'y suis arrivé comme ça la première fois.

  28. #27
    invitea3eb043e

    Re : Intégrale double

    Histoire de ramener mon grain de sel : on peut aussi montrer que Arctg(1) - Arctg(1/2) = Arctg(1/3)
    Il suffit de prendre la tangente des 2 côtés.

  29. #28
    invite06442e5d

    Re : Intégrale double

    un peu trop compliqué tout ça pour moi.

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