Édition de feuilles d'exercices

[oraux/ex5522] mines PC 2012 Soit \(f:x\mapsto\displaystyle\int_0^{+\infty}\frac{e^{-t}}{x^2+t^2}\,dt\).

1. Déterminer le domaine de définition de \(f\). Étudier la continuité et la dérivabilité de \(f\).

2. Donner un équivalent de \(f\) aux bornes.

[planches/ex4527] ens paris MP 2019 Déterminer la limite de \(\displaystyle{1\over A}\int_1^AA^{1/x}\,dx\) lorsque \(A\) tend vers \(+\infty\).

[examen/ex0100] mines PSI 2023 Soient \(s\in[0,1]\), et : \[w:(a,x,y,t)\in\mathbf{R}\times\mathbf{R}\times\mathbf{R}^{+*}\times\mathbf{R}\mapsto\frac{ay^{2s}}{((x-t)^2+y^2)^{s+1/2}}.\]

1. Montrer que \(t\mapsto w(a,x,y,t)\) est intégrable sur \(\mathbf{R}\) pour tout \((a,x,y)\in\mathbf{R}\times\mathbf{R}\times\mathbf{R}^{+*}\).

2. Montrer qu’il existe un unique \(c\in\mathbf{R}\) tel que \(\displaystyle\int_{-\infty}^{+\infty}w(c,x,y,t)\,\mathrm{d}t=1\).

3. Soient \(\varepsilon>0\) et \(U_\varepsilon=\{t\in\mathbf{R},\ |t|>\varepsilon\}\). Montrer que \(\displaystyle\int_{U_\varepsilon}w(a,x,y,t)\,\mathrm{d}t\mathrel{\mathop{\longrightarrow}\limits_{y\rightarrow0^+}}0\).

4. Soit \(f:\mathbf{R}\rightarrow\mathbf{R}\) continue et bornée. Montrer que \(\displaystyle\int_{-\infty}^{+\infty} w(c,x,y,t)f(t)\,\mathrm{d}t\mathrel{\mathop{\longrightarrow}\limits_{y\rightarrow0^+}}f(x)\).

[planches/ex3285] polytechnique MP 2018

1. Soient \(a\) et \(b\) dans \(\mathbf{R}_+^*\). Déterminer un équivalent de \(I(x)=\displaystyle\int_0^{+\infty}e^{-t}t^{b-1}e^{-xt^a}\,dt\) lorsque \(x\rightarrow+\infty\).

2. Soient \(a\in\left]0,1\right[\) et \(b\in\mathbf{R}_+^*\). Déterminer un équivalent de \(J(x)=\displaystyle\int_0^{+\infty}e^{-t}t^{b-1}e^{xt^a}\,dt\) lorsque \(x\rightarrow+\infty\).

[planches/ex7631] ens lyon MP 2022

1. Soit \(x\in\mathbf{R}_+^*\). Montrer que \(\varepsilon\longmapsto\displaystyle\int_{-x}^{-\varepsilon}{e^{-x-t}\over t}\,dt+\int_\varepsilon^{+\infty}{e^{-x-t}\over t}\,dt\) possède une limite finie en \(0^+\), que l’on notera \(I(x)\).

2. Déterminer un équivalent de \(I\) en \(0^+\).

[planches/ex5294] mines PC 2019 Soit \(f\in\mathscr{C}^0([0,1],\mathbf{R}_+^*)\). On pose \(F:a\in\mathbf{R}_+\longmapsto\displaystyle\int_0^1f(t)^a\,dt\).

1. Montrer que \(F\) est dérivable. Calculer \(F'(0)\).

2. Déterminer la limite de \(a\longmapsto(F(a))^{1/a}\) lorsque \(a\rightarrow0^+\).

[oraux/ex2277] centrale 2004 Étudier la continuité et la dérivabilité sur \(\mathbf{R}_+\) de \(x\mapsto\displaystyle\int_0^{+\infty}e^{-t^2}\sqrt{1+xt}\,dt\). Équivalent en \(+\infty\) ?

[examen/ex3606] mines PSI 2025 Soit \(s>0\). Soit \(w:(a,x,y,t)\in\mathbf{R}\times\mathbf{R}\times\mathbf{R}^{+*}\times\mathbf{R}\mapsto\displaystyle\frac{ay^{2s}}{((x-t)^2+y^2)^{s+\frac{1}{2}}}\).

1. Pour tout \((a,x,y)\in\mathbf{R}\times\mathbf{R}\times\mathbf{R}^{+*}\), établir la convergence de \(\displaystyle\int_{-\infty}^{+\infty}w(a,x,y,t)\,\mathrm{d}t\).

2. Montrer qu’il existe une unique constante \(c\in\mathbf{R}\) telle que, pour tout \((x,y)\in\mathbf{R}\times\mathbf{R}^{+*}\), \(\displaystyle\int_{-\infty}^{+\infty}w(c,x,y,t)\,\mathrm{d}t=1\).

3. Soient \(x\in\mathbf{R}\) et \(\varepsilon>0\). On pose \(U_\varepsilon=\{t\in\mathbf{R},\ |t-x|>\varepsilon\}\).

   Montrer que \(\displaystyle\int_{U_\varepsilon}w(c,x,y,t)\,\mathrm{d}t\mathrel{\mathop{\longrightarrow}\limits_{y\to0^+}}0\).

4. Soit \(f\) une fonction continue et bornée sur \(\mathbf{R}\).

   Pour tout \(x\in\mathbf{R}\), prouver \(\displaystyle\int_{-\infty}^{+\infty}w(c,x,y,t)f(t)\,\mathrm{d}t\mathrel{\mathop{\longrightarrow}\limits_{y\to0^+}}f(x)\).

[planches/ex0904] navale PSI 2016 Soit \(x>0\). Justifier l’existence de \[f(x)=\int_0^x{e^{-t}\over\sqrt{t(x-t)}}\,dt.\] Déterminer la limite de \(f\) en \(+\infty\).

[planches/ex2818] PC 2017 Pour \(n\in\mathbf{N}^*\), on pose \[f_n:x\longmapsto\int_0^{+\infty}{e^{-xt}\over(1+t)^n}\,dt\quad\hbox{et}\quad g_n:x\longmapsto\int_x^{+\infty}{e^{-t}\over t^n}\,dt.\]

1. Montrer que \(f_n\) et \(g_n\) sont définies sur \(\mathbf{R}_+^*\).

2. Soit \(n\in\mathbf{N}^*\). Montrer que, pour \(x>0\), \(f_n(x)=x^{n-1}e^xg_n(x)\).

3. Montrer que, pour \(n\geqslant 2\), \(f_n\) est définie sur \(\mathbf{R}_+\) et y est de classe \(\mathscr{C}^\infty\).

4. Soit \(n\in\mathbf{N}^*\). Donner un équivalent de \(g_n(x)\) quand \(x\) tend vers \(0^+\).

5. Montrer que \(g_n(x)\sim e^{-x}/x\) quand \(x\) tend vers \(+\infty\).

6. Donner une équation différentielle linéaire d’ordre 1 vérifiée par \(f_n\).