Exercices sur Calculs des intégrals 2bac 2bacpc et 2bac tsvt

Série d’intégrales

Série d’exercices : Intégrales

Cette série d’exercices de mathématiques est destinée aux élèves de 2BAC SVT et 2BAC PC au Maroc sur les intégrales : calcul d’intégrales, primitives, calcul d’aires à l’aide des intégrales, etc.

Exercice 01 : Calcul d’intégrales et calcul des primitives

1) Calculer les intégrales suivantes :

\( \int_{0}^{1}\frac{4}{3x+1}\,dx \)
\( \int_{e}^{e^3}\frac{dx}{x\ln(x)} \)
\( \int_{0}^{\ln(2)}\left(e^{2x}-3e^x\right)\,dx \)
\( \int_{1}^{5}3x|x-2|\,dx \)
\( \int_{0}^{1}\frac{x}{x^2+1}\,dx \)
\( \int_{0}^{\ln(2)}e^x\sqrt{e^x-1}\,dx \)
\( \int_{0}^{e}\frac{\ln^3(x)}{x}\,dx \)
\( \int_{\ln(2)}^{\ln(7)} \frac{e^x}{\sqrt{e^x+2}}\,dx \)

2)

a) Vérifier que :

\( F(x)=2(x^2-1)\ln(x+1)-x^2+2x \)

est une primitive de :

\( f(x)=4x\ln(x+1) \)

sur :

\( ]-1,+\infty[ \)

b) Calculer :

\( I=\int_{0}^{1}x\ln(x+1)\,dx \)

3)

a) En linéarisant :

\( \cos^3(x) \)

montrer que :

\( \cos^3(x)= \frac14\left(\cos(3x)+3\cos(x)\right) \)

b) Calculer :

\( J=\int_{0}^{\pi}\cos^3(x)\,dx \)

Exercice 02 : Intégration par parties

Utiliser l’intégration par parties et calculer chacune des intégrales suivantes :

\( A=\int_{0}^{\frac{\pi}{2}}x\cos(2x)\,dx \)
\( B=\int_{e}^{e^2}x^2\ln(x)\,dx \)
\( C=\int_{1}^{e}\ln(x)\,dx \)
\( D=\int_{1}^{4}\frac{\ln(x)}{\sqrt{x}}\,dx \)
\( E=\int_{0}^{1}xe^{-x}\,dx \)

Exercice 03 : Calcul de surface par intégrale

On considère la fonction numérique \(f\) définie sur \(\mathbb{R}\) par :

\( f(x)=(3x-1)e^x+2x \)

Soit \((C_f)\) la courbe représentative de \(f\) dans un repère orthonormé \((O,\vec{i},\vec{j})\) (unité : \(1cm\)).


Vérifier que :

\( H(x)=(x-1)e^x \)

est une primitive de :

\( h(x)=xe^x \)

sur \(\mathbb{R}\).

Puis montrer que :

\( \int_{1}^{2}xe^x\,dx=e^2 \)

Calculer, en \(cm^2\), l’aire du domaine plan limité par la courbe \((C_f)\), l’axe des abscisses et les droites :

\( x=1 \qquad \text{et} \qquad x=2 \)

Exercice 04 : Exercice de synthèse

On considère la fonction numérique \(f\) définie sur :

\( ]0,+\infty[ \)

par :

\( f(x)=\frac{x^2-2x+4\ln(x)}{x} \)

Soit \((C_f)\) la courbe représentative de \(f\) dans un repère orthonormé \((O,\vec{i},\vec{j})\) (unité : \(2cm\)).


1) Calculer :

\( \lim_{x\to+\infty}(f(x)-(x-2)) \)

et en déduire que la droite :

\( y=x-2 \)

est asymptote à la courbe \((C_f)\) au voisinage de \(+\infty\).


2) Montrer que la courbe \((C_f)\) est au-dessus de la droite \((D)\) sur :

\( [1,+\infty[ \)

3) a) Montrer que :

\( \int_{1}^{e}\frac{\ln(x)}{x}\,dx=\frac12 \)

b) Calculer, en \(cm^2\), l’aire du domaine plan limité par :

  • la courbe \((C_f)\)
  • la droite \((D)\)
  • les droites \(x=1\) et \(x=e\)

Question

On considère la fonction numérique \(f\) définie sur \(\mathbb{R}\) par :

\( f(x)=\frac{e^x}{e^x+1} \)

Soit \((C_f)\) la courbe représentative de \(f\) dans un repère orthonormé \((O,\vec{i},\vec{j})\) (unité : \(1cm\)).

Calculer, en \(cm^2\), l’aire du domaine plan limité par :

  • la courbe \((C_f)\)
  • les deux axes du repère
  • la droite d’équation :
\( x=\ln(5) \)

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