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Plan du chapitre

L'essentiel
Dériver, tu sais faire. Ici, on fait le chemin inverse : on connaît une fonction et on cherche une fonction dont la dérivée est . Cette opération est la base du calcul intégral.
1. Définition
Définition
Soit une fonction définie sur un intervalle . On appelle primitive de sur toute fonction dérivable sur telle que pour tout .
Exemple
est une primitive de sur , car .
2. Existence et ensemble des primitives
Théorème
Toute fonction continue sur un intervalle admet des primitives sur (résultat admis).
Propriété
Si est une primitive de sur l'intervalle , alors les primitives de sur sont exactement les fonctions , où est une constante réelle.
En effet, si est une autre primitive, alors sur l'intervalle , donc est constante. C'est pour cela qu'on dit « une » primitive et non « la » primitive.
3. Primitive prenant une valeur donnée
Propriété
Soit une fonction continue sur un intervalle , et . Il existe une unique primitive de sur telle que .
Exemple
Les primitives de sur sont . Celle qui vaut en vérifie , donc .
4. Primitives des fonctions usuelles
| Fonction | Une primitive | Sur l'intervalle |
|---|---|---|
| (constante réelle) | ||
| () | ||
| ou | ||
| () | ou | |
| (, ) | ||
| () | ||
| () |
5. Opérations sur les primitives
Soient et deux fonctions dérivables sur un intervalle . Dans chaque ligne, on suppose que les expressions ont un sens sur .
| Fonction | Une primitive | Condition sur |
|---|---|---|
| aucune | ||
| () | aucune | |
| () | aucune | |
| (, ) | ||
| ne s'annule pas | ||
| () | ne s'annule pas | |
| aucune | ||
| aucune | ||
| ne s'annule pas | ||
| aucune | ||
| ne s'annule pas | ||
| aucune |
Propriété
Si et sont des primitives de et sur , et si et sont deux réels, alors est une primitive de sur .
Attention
Il n'existe pas de formule générale pour un produit ou un quotient : une primitive de n'est pas . Cherche toujours à reconnaître une forme du tableau, quitte à ajuster une constante multiplicative.
Remarque
Les formes (de primitive ) et (de primitive ) seront vues dans les chapitres sur la fonction logarithme et la fonction exponentielle. En attendant, tu ne sais pas encore exprimer une primitive de sur : ce sera justement la fonction .
Méthodes
Méthode 1 : Reconnaître une forme en ajustant la constante
- Repère la fonction , celle qui est élevée à une puissance.
- Calcule et compare-la au facteur présent : il ne doit manquer qu'une constante multiplicative.
- Fais apparaître en multipliant et en divisant par cette constante, puis applique la formule.
- Vérifie en dérivant ton résultat.
Exemple
Soit . Avec , on a , donc . Une primitive est .
Méthode 2 : Reconnaître ou
- Repère la fonction au dénominateur (au carré ou sous la racine).
- Vérifie que le numérateur est , à une constante près.
- Applique : donne et donne . Précise l'intervalle.
Exemple
Sur , est de la forme avec : . Sur , , donc .
Méthode 3 : Trouver la primitive qui prend une valeur donnée
- Détermine une primitive de , puis écris toutes les primitives .
- Traduis la condition par une équation d'inconnue .
- Résous et écris explicitement.
Exemple
Soit . On cherche telle que . On a et , donc : .
Méthode 4 : Linéariser et
- Utilise les formules et .
- Calcule une primitive de chaque terme avec .
Exemple
, donc une primitive est .
Méthode 5 : Transformer une fraction avant de chercher une primitive
- Si le numérateur ressemble au dénominateur, fais apparaître celui-ci dans le numérateur.
- Sépare en une somme de termes du tableau (constante, , ...).
- Calcule une primitive de chaque terme.
Exemple
Sur , . Une primitive est .
Exercices corrigés
Exercice 1 : Primitives usuelles
FacileDétermine une primitive de chaque fonction sur l'intervalle indiqué.
- sur
- sur
- sur
- sur
Voir le corrigé
- .
- .
- .
- Avec la formule de pour : . Vérification : .
Exercice 2 : Forme
FacileDétermine une primitive de chaque fonction sur .
Voir le corrigé
- Avec , on a : , donc .
- Avec , , donc et .
- Avec , , donc et .
Exercice 3 : Formes et
FacileDétermine une primitive de chaque fonction sur l'intervalle indiqué.
- sur
- sur
- sur
Voir le corrigé
- Avec , : , donc .
- Avec , : , donc .
- Avec , on a . De plus , donc ne s'annule pas sur . Ainsi et :
Exercice 4 : Fonctions trigonométriques
MoyenDétermine une primitive de chaque fonction.
- sur
- sur
- sur
- sur
Voir le corrigé
- , car une primitive de est .
- Avec , , donc et .
- , donc .
- , donc .
Exercice 5 : Primitive prenant une valeur donnée
Moyen- Soit sur . Détermine la primitive de telle que .
- Soit sur . Détermine la primitive de telle que .
Voir le corrigé
- Les primitives de sont . Alors , et donne :
- Les primitives de sont . Alors , et donne :
Exercice 6 : Puissances rationnelles
MoyenDétermine une primitive de chaque fonction sur l'intervalle indiqué.
- sur
- sur
- sur
Voir le corrigé
- , donc .
- Avec et : , donc .
- . Avec et : , donc .
Vérification de 3. : .
Exercice 7 : Décomposer une fraction
DifficileSoit sur .
- Montre que .
- Déduis une primitive de sur .
- Détermine la primitive de qui s'annule en , et montre que .
Voir le corrigé
- .
- Avec (), a pour primitive et a pour primitive . Donc :
- , donc . On réduit au même dénominateur :
Contrôle : .
Exercice 8 : Vérifier puis exploiter une primitive
Type BacSoit la fonction définie sur par .
- Montre que est une primitive de sur .
- Déduis la primitive de qui s'annule en .
- Retrouve le résultat de 1. autrement : vérifie que , puis calcule une primitive de chaque terme.
Voir le corrigé
- On écrit et on dérive le produit :
Le crochet vaut . Donc .
- . La primitive qui s'annule en est .
- . Avec la forme () :
et : on retrouve exactement .
Exercice 9 : Primitive de
Type BacSoit sur .
- Montre que .
- Déduis une primitive de sur .
- Détermine la primitive de telle que , puis calcule .
Voir le corrigé
- .
- Une primitive de est . Pour , on pose , : , de primitive . Donc une primitive de est :
- et . La condition donne :
Enfin .
QCM
Une réponse, puis l'explication : les questions ratées sont gardées dans Mes pièges.
Lancer le quiz du chapitreErreurs fréquentes
- Dériver au lieu de chercher une primitive : une primitive de est , pas .
- Oublier la constante d'ajustement : une primitive de est , pas . Vérifie toujours en dérivant.
- Se tromper de signe : une primitive de est , et une primitive de est .
- Prendre comme primitive de : cette « formule » est fausse.
- Ne pas préciser l'intervalle : les propriétés des primitives (existence, unicité à une constante près) ne valent que sur un intervalle. Pour , travaille sur ou sur , car n'est pas un intervalle.
- Oublier de déterminer la constante quand l'énoncé impose une condition .
- Appliquer la formule alors que le facteur n'est pas à une constante près : seul n'est pas de la forme .
À retenir
- est une primitive de sur si et seulement si sur .
- Toute fonction continue sur un intervalle admet des primitives ; elles diffèrent toutes d'une constante.
- Il existe une unique primitive prenant la valeur en .
- a pour primitive ; a pour primitive (, , ).
- a pour primitive ; a pour primitive .
- a pour primitive ; a pour primitive ; a pour primitive .
- a pour primitive et a pour primitive .
- Pour et : linéarise avec .
- Vérifie toujours ton résultat en le dérivant.
Mes notes
Tes notes restent sur cet appareil.
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