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Colles de mathématiques

Calculer l'intégrale …


Sujet


Calculer l'intégrale 0 π/2 x sin3(x) dx

Corrigé de l'exercice de maths: Intégrales sur un segment

Correction


Avec la formule d'Euler pour linéariser le sin3, on a
$\sin^3x=\lp\dfrac{e^{ix}-e^{-ix}}{2i}\rp^3
=\dfrac{e^{3ix}-e^{-3ix}-3e^{2ix}+3e^{-ix}}{-8i}$

et on peut continuer les calculs avec les complexes, en utilisant
\int_0^{\frac\pi2}xe^{\alpha x}\,dx=[\dfrac1\alpha xe^{\alpha x}]_0^{\frac\pi2}-\dfrac1\alpha\int_0^{\frac\pi2}e^{\alpha x}\,dx=\dfrac{\pi}{2\alpha}e^{\frac{\alpha\pi}{2}}-\dfrac{1}{\alpha^2}(e^{\frac{\alpha\pi}{2}}-1)


d'où, par linéarité et avec α = −i d'une part et α = i d'autre part, on obtient finalement
\[\int_0^{\frac\pi2} x\sin^3 x\,dx=\dfrac79\]