LEÇON · 2BAC
Primitives et calcul intégral
Objectifs d’apprentissage
Reconnaître une primitive d'une fonction.
Calculer une intégrale définie à partir d'une primitive.
Introduction
Une primitive inverse le processus de dérivation : sa dérivée redonne la fonction étudiée.
Cours
F est une primitive de f sur un intervalle si F'=f. Les primitives d'une même fonction diffèrent d'une constante. Exemples : une primitive de xⁿ (n≠−1) est xⁿ⁺¹/(n+1), et une primitive de 1/x sur ]0,+∞[ est ln x. Si F est une primitive de f sur [a,b], alors ∫ₐᵇ f(x)dx=F(b)−F(a). L'intégrale est une aire algébrique : les parties situées sous l'axe sont comptées négativement.
Méthode guidée
Trouvez une primitive F de f, puis utilisez ∫ₐᵇf(x)dx=F(b)−F(a). Gardez les parenthèses lors de la substitution des bornes et vérifiez le résultat par dérivation de F.
Exemple résolu pas à pas
Calculer une intégrale définie par primitive
Calculons ∫₁²(2x+3)dx. Une primitive est F(x)=x²+3x.
Évaluer aux bornes : F(2)−F(1)=(4+6)−(1+3).
La différence vaut 10−4=6.
Conclusion : ∫₁²(2x+3)dx=6.
Exemples guidés
- ∫₀² 2x dx=[x²]₀²=4.
- ∫₁ᵉ 1/x dx=[ln x]₁ᵉ=1.
- Une primitive de 3x²−2 est x³−2x.
Activités d’apprentissage
- Trouver une primitive de 4x³+2.
- Calculer ∫₀¹(3x²+1)dx.
- Expliquer pourquoi l'intégrale peut être négative.
Exercices d’application
- Calculer ∫₀³(2x+1)dx.
- Calculer ∫₀¹3x²dx.
Vérifie que tu as compris
Réponds d’abord sans regarder, puis ouvre la réponse pour te corriger.
1. Quel ordre appliquer aux bornes ?
Primitive à la borne supérieure moins primitive à la borne inférieure.
2. Quel effet la constante C a-t-elle sur F(b)−F(a) ?
Aucun : elle s’annule dans la différence.
Correction
La première intégrale vaut [x²]₁³=9−1=8. La seconde vaut [x²/2−2x]₀¹=1/2−2=−3/2.
Corrigés des exercices d’application
- Exercice 1
Une primitive est x²+x; la différence vaut (9+3)−0=12.
- Exercice 2
Une primitive est x³; la différence vaut 1−0=1.
À retenir
Chercher une primitive correcte, appliquer F(b)−F(a), et distinguer aire géométrique et aire algébrique.
Référence pédagogique
Leçon pédagogique originale, à confronter au programme officiel et au cours de l'enseignant
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