TD — Intégrales généralisées
Chapitre 05
ECS (2e année) — TD du Chapitre 05. Convergence, critères pour fonctions positives, convergence absolue.
Exercice 1
Étudier la convergence des intégrales suivantes :
- \int_1^{+\infty} \frac{dt}{t^2 + t + 1}
- \int_1^{+\infty} \frac{dt}{\sqrt{t^3 + 1}}
- \int_0^1 \frac{dt}{\sqrt{t}}
- \int_0^1 \frac{dt}{t}
Exercice 2
Étudier la convergence des intégrales suivantes :
- \int_0^{+\infty} e^{-t}\, dt
- \int_0^{+\infty} t e^{-t}\, dt
- \int_0^{+\infty} t^n e^{-t}\, dt pour n \in \mathbb{N}.
Exercice 3
Étudier la convergence absolue des intégrales suivantes :
- \int_1^{+\infty} \frac{\sin t}{t^2}\, dt
- \int_1^{+\infty} \frac{\sin t}{t}\, dt
- \int_1^{+\infty} \frac{\cos t}{t^2}\, dt
Exercice 4
Étudier la convergence de l’intégrale \int_0^{+\infty} \frac{dt}{(1+t^2)^2} et calculer sa valeur.
Exercice 5
Étudier la convergence de l’intégrale \int_0^{+\infty} \frac{\ln t}{1+t^2}\, dt et calculer sa valeur.
Indication : Effectuer le changement de variable u = 1/t.
Exercice 6
Étudier la convergence de \int_0^{+\infty} \frac{1 - \cos t}{t^\alpha}\, dt selon les valeurs de \alpha \in \mathbb{R}.
Exercice 7
Calculer, si elles convergent, les intégrales suivantes :
- \int_0^{+\infty} t e^{-2t}\, dt
- \int_0^{+\infty} t^2 e^{-t}\, dt
- \int_0^1 \ln t\, dt
Exercice 8
Étudier la convergence de \int_0^{+\infty} \frac{\sin t}{t^\alpha}\, dt selon les valeurs de \alpha \in \mathbb{R}.
Indication : Distinguer les cas \alpha \leq 0, 0 < \alpha \leq 1, et \alpha > 1. Utiliser le critère de Dirichlet pour 0 < \alpha \leq 1.
Exercice 9
Étudier la convergence de \int_0^{+\infty} \frac{dt}{1 + t^\alpha} selon les valeurs de \alpha \in \mathbb{R}.
Exercice 10
Étudier la convergence de \int_0^{+\infty} \frac{\ln t}{t^\alpha}\, dt selon les valeurs de \alpha \in \mathbb{R}.