Intégration - Exercices
Exercice 1 : Intégrale et aire
Calculer les intégrales suivantes en utilisant des aires de figures usuelles (on pourra faire un dessin) :
a) $\displaystyle\int_{-1}^{3} 4\,\mathrm{d}x$
b) $\displaystyle\int_{0}^{6} \dfrac{x}{2}\,\mathrm{d}x$
c) $\displaystyle\int_{2}^{4} (x + 1)\,\mathrm{d}x$
Exercice 2 : Calculs avec des polynômes
Calculer les intégrales suivantes :
a) $\displaystyle\int_{0}^{2} (3x^2 - 2x + 1)\,\mathrm{d}x$
b) $\displaystyle\int_{-1}^{1} (x^3 + x^2)\,\mathrm{d}x$
c) $\displaystyle\int_{1}^{3} (x - 1)(x - 3)\,\mathrm{d}x$
Exercice 3 : Calculs avec exp, ln et 1/x²
Calculer les intégrales suivantes :
a) $\displaystyle\int_{0}^{1} (e^x + 2x)\,\mathrm{d}x$
b) $\displaystyle\int_{1}^{e^2} \dfrac{3}{x}\,\mathrm{d}x$
c) $\displaystyle\int_{1}^{2} \left(\dfrac{1}{x^2} + 1\right)\,\mathrm{d}x$
d) $\displaystyle\int_{0}^{2} e^{-x}\,\mathrm{d}x$
Exercice 4 : Intégrales de fonctions composées
Calculer les intégrales suivantes :
a) $\displaystyle\int_{0}^{1} (2x + 1)^3\,\mathrm{d}x$
b) $\displaystyle\int_{0}^{1} \dfrac{2x}{x^2 + 1}\,\mathrm{d}x$
c) $\displaystyle\int_{0}^{\frac{1}{2}} e^{2x}\,\mathrm{d}x$
d) $\displaystyle\int_{0}^{4} \dfrac{1}{\sqrt{2x + 1}}\,\mathrm{d}x$
Exercice 5 : Linéarité et Chasles
On sait que $\displaystyle\int_{0}^{2} f(x)\,\mathrm{d}x = 3$, $\displaystyle\int_{2}^{5} f(x)\,\mathrm{d}x = 5$ et $\displaystyle\int_{0}^{2} g(x)\,\mathrm{d}x = -2$.
a) Calculer $\displaystyle\int_{0}^{5} f(x)\,\mathrm{d}x$.
b) Calculer $\displaystyle\int_{0}^{2} \left[2f(x) - 3g(x)\right]\,\mathrm{d}x$.
c) Calculer $\displaystyle\int_{5}^{2} f(x)\,\mathrm{d}x$.
Exercice 6 : Valeur moyenne
Calculer la valeur moyenne des fonctions suivantes sur l'intervalle indiqué :
a) $f(x) = 3x^2$ sur $[0\,;\,2]$
b) $g(x) = e^x$ sur $[0\,;\,\ln 4]$
c) $h(x) = \dfrac{1}{x}$ sur $[1\,;\,e]$
Exercice 7 : Aire sous une courbe
Soit $f(x) = -x^2 + 4x$ et $\mathcal{C}_f$ sa courbe dans un repère orthonormé (unité : $1$ cm).
1) Étudier le signe de $f(x)$ sur $[0\,;\,4]$.
2) Calculer l'aire, en cm², du domaine limité par $\mathcal{C}_f$ et l'axe des abscisses entre $x = 0$ et $x = 4$.
3) Calculer l'aire du domaine limité par $\mathcal{C}_f$, l'axe des abscisses et les droites $x = 4$ et $x = 5$.
Exercice 8 : Aire entre deux courbes
Soit $f(x) = x^2$ et $g(x) = 2x + 3$.
1) Résoudre $f(x) = g(x)$.
2) Montrer que $f(x) \leqslant g(x)$ sur $[-1\,;\,3]$.
3) Calculer l'aire du domaine compris entre les deux courbes.
Exercice 9 : Encadrement d'une intégrale
On pose $J = \displaystyle\int_{1}^{2} \dfrac{e^x}{x}\,\mathrm{d}x$.
1) Montrer que, pour tout $x \in [1\,;\,2]$, $\dfrac{e^x}{2} \leqslant \dfrac{e^x}{x} \leqslant e^x$.
2) En déduire un encadrement de $J$.
3) Donner une valeur approchée des bornes au centième.
Exercice 10 : Problème : consommation électrique
La puissance consommée par une usine, en MW, $t$ heures après minuit ($t \in [0\,;\,24]$), est modélisée par $P(t) = -0{,}03t^2 + 0{,}72t + 2$. L'énergie consommée (en MWh) entre les instants $t_1$ et $t_2$ est $\displaystyle\int_{t_1}^{t_2} P(t)\,\mathrm{d}t$.
1) Calculer l'énergie consommée sur une journée.
2) En déduire la puissance moyenne sur la journée.
3) Calculer l'énergie consommée entre 8 h et 18 h.