vérification d'une primitive
dans Analyse
Bonjour $$
\int {\frac{{dx}}{{(9 + 25x^2 )\sqrt {1 + x^2 } }} = \frac{1}{{12}}} \arctan \Big(\frac{{4x}}{{3\sqrt {1 + x^2 } }}\Big)$$ [small]d'après wolfram[/small]
On donne le changement de variable
$ x^{ - 1} = \sqrt {t^2 - 1},\quad \frac{1}{x} = \sqrt {t^2 - 1}, \quad - \frac{{dx}}{{x^2 }} = \frac{t}{{\sqrt {t^2 - 1} }}dt $
$ \displaystyle dx = - \frac{{x^2 t}}{{\sqrt {t^2 - 1} }}dt = - \frac{1}{{t^2 - 1}}\frac{t}{{\sqrt {t^2 - 1} }}dt $
$\displaystyle \int {\frac{1}{{(\frac{{9t^2 - 9 + 25}}{{t^2 - 1}})}}} \frac{1}{{\frac{{\sqrt {t^2 - 1 + 1} }}{{\sqrt {t^2 - 1} }}}}\left( { - \frac{1}{{t^2 - 1}}\frac{t}{{\sqrt {t^2 - 1} }}} \right)dt $
toutes simplifications faites je trouve et en retour à $x$
$\displaystyle = - \int {\frac{1}{{9t^2 + 16}}} dt = - \frac{1}{{12}}\arctan \left( {\frac{{3\sqrt {1 + x^2 } }}{{4x}}} \right)$
Je n'arrive pas à cerner mon erreur.
Désolé pour la mise en forme.
\int {\frac{{dx}}{{(9 + 25x^2 )\sqrt {1 + x^2 } }} = \frac{1}{{12}}} \arctan \Big(\frac{{4x}}{{3\sqrt {1 + x^2 } }}\Big)$$ [small]d'après wolfram[/small]
On donne le changement de variable
$ x^{ - 1} = \sqrt {t^2 - 1},\quad \frac{1}{x} = \sqrt {t^2 - 1}, \quad - \frac{{dx}}{{x^2 }} = \frac{t}{{\sqrt {t^2 - 1} }}dt $
$ \displaystyle dx = - \frac{{x^2 t}}{{\sqrt {t^2 - 1} }}dt = - \frac{1}{{t^2 - 1}}\frac{t}{{\sqrt {t^2 - 1} }}dt $
$\displaystyle \int {\frac{1}{{(\frac{{9t^2 - 9 + 25}}{{t^2 - 1}})}}} \frac{1}{{\frac{{\sqrt {t^2 - 1 + 1} }}{{\sqrt {t^2 - 1} }}}}\left( { - \frac{1}{{t^2 - 1}}\frac{t}{{\sqrt {t^2 - 1} }}} \right)dt $
toutes simplifications faites je trouve et en retour à $x$
$\displaystyle = - \int {\frac{1}{{9t^2 + 16}}} dt = - \frac{1}{{12}}\arctan \left( {\frac{{3\sqrt {1 + x^2 } }}{{4x}}} \right)$
Je n'arrive pas à cerner mon erreur.
Désolé pour la mise en forme.
Réponses
-
Bonsoir.
Je ne vois qu'une seule erreur : Tu oublies que les primitives sont définies à une constante près. Et il se trouve que $\arctan(t)+\arctan(\frac 1 t)=\frac{\pi} 2$, qui est justement une constante. Donc aucun problème ! (*)
Cordialement.
(*) sauf que ta méthode impose que x soit non nul, ce qui n'est pas du tout, mais alors pas du tout nécessaire. -
On a la propriété : il existe un réel $c$ tel que pour tout $x$ réel strictement positif
$\arctan(x)+\arctan\Big(\dfrac{1}{x}\Big)=c$ -
Merci à vous deux.
Je sais que pour une primitive donnée le résultat peut-être à une constante près, et à priori si elle est périodique.
alors pour la détermination principale de celle-ci.j'entrevois la possibilité de la solution mais n'arrive pas à la formuler. -
Je ne sais pas si tu as bien compris nos messages...
Tu as proposé une primitive $f$.
Un logiciel t'a proposé une prilitive $g$.
Nous te disons : il existe une constante $c$ telle que $f=g+c$. -
Bonjour $$
\int {\frac{1}{{(\frac{{9t^2 - 9 + 25}}{{t^2 - 1}})}}} \frac{1}{{\frac{{\sqrt {t^2 - 1 + 1} }}{{\sqrt {t^2 - 1} }}}}\left( { - \frac{1}{{t^2 - 1}}\frac{t}{{\sqrt {t^2 - 1} }}} \right) = {\rm{ - }}\int {\frac{1}{{9t^2 + 16}}} dt
$$ Si l'on applique le changement aux bornes $$
\begin{align*}
- \int_\infty ^0 \frac{1}{9t^2 + 16}dt& = \int_0^\infty \frac{1}{9t^2 + 16}dt \\
\int_0^\infty \frac{1}{9t^2 + 16}dt& = \left[ \frac{1}{12}\arctan \Big(\frac{3t}{4}\Big) \right]_0^\infty + C = \frac{\pi }{24} + C
\end{align*}
$$ Loin du résultat escompté...
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Bonjour!
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