Édition de feuilles d'exercices

[examen/ex3794] mines PC 2025 Soit \(F:x\mapsto\displaystyle\int_1^{+\infty}\frac{\mathrm{d}t}{t^x(1+t)}\).

1. Montrer que \(F\) est définie sur \(\mathbf{R}^{+*}\).

2. Montrer que \(F\) est continue et décroissante sur \(\mathbf{R}^{+*}\).

3. Déterminer la limite de \(F\) en \(0^+\) et en \(+\infty\).

4. Déterminer un équivalent de \(F\) en \(0^+\) et en \(+\infty\).

   Indication : Calculer \(F(x)+F(x+1)\).

[oraux/ex2265] polytechnique 2004 Soit, pour \(x>0\) : \(f(x)=\displaystyle\int_0^{+\infty}{1\over 1+t+t^{x+1}}\,dt\).

1. Montrer que \(f\) est de classe \(\mathscr{C}^1\) sur \(\mathbf{R}_+^*\).

2. Déterminer la limite de \(f\) en \(0^+\) et en \(+\infty\).

3. Déterminer un équivalent de \(f\) en \(0^+\) et en \(+\infty\).

[planches/ex0752] mines MP 2014 Soit \(F:x\mapsto\displaystyle\int_1^{+\infty}{dt\over t^x(1+t)}\).

1. Déterminer le domaine de définition de \(F\). Étudier la continuité, le caractère \(\mathscr{C}^1\), les variations de \(F\) sur son domaine de définition.

2. Donner un équivalent de \(F\) aux bornes de ce domaine.

[planches/ex0785] polytechnique, espci PC 2015 Soit \[f:x\in\mathbf{R}_+^*\mapsto\int_1^{+\infty}{t^{-x}\over1+t}\,dt.\] Montrer que \(f\) est bien définie. Déterminer les limites de \(f\) en \(0^+\) et en \(+\infty\).

[examen/ex0493] centrale PSI 2023 Soit \(F:x\mapsto\displaystyle\int_1^{+\infty}\frac{\mathrm{d}t}{t^{x+1}+t+1}\).

1. Déterminer l’ensemble de définition de \(F\).

2. Montrer que la fonction \(F\) est dérivable sur son ensemble de définition. Donner une expression de la dérivée.

3. Montrer que \(F(x)\mathrel{\mathop{\sim}\limits_{x\rightarrow+\infty}}\displaystyle\frac{\mathop{\mathchoice{\hbox{ln}}{\hbox{ln}}{\mathrm{ln}}{\mathrm{ln}}}\nolimits3}{2x}\) et \(F(x)\mathrel{\mathop{\sim}\limits_{x\rightarrow0^+}}\displaystyle\frac{\mathop{\mathchoice{\hbox{ln}}{\hbox{ln}}{\mathrm{ln}}{\mathrm{ln}}}\nolimits2}{x}\).

[planches/ex8448] mines PC 2022 Pour tout \(x\in\mathbf{R}_+^*\), on pose \(f(x)=\displaystyle\int_1^{+\infty}{dt\over t^x(1+t)}\).

1. Montrer que \(f\) est bien définie sur \(\mathbf{R}_+^*\).

2. Étudier la continuité et la dérivabilité de \(f\) sur \(\mathbf{R}_+^*\).

3. Limites de \(f\) en \(+\infty\) et en 0.

4. Équivalents de \(f\) en \(+\infty\) et en 0.

[concours/ex0256] mines MP 1996 On pose \(f(x)=\displaystyle\int_0^{+\infty}{t-E(t)\over t(t+x)}\,dt\). Domaine de définition de \(f\) ? Limites et équivalents en \(0\) et en \(+\infty\).

[planches/ex5289] mines PC 2019 On pose \(G:(x,y)\longmapsto\displaystyle\int_0^y{t-\lfloor t\rfloor\over t(t+x)}\,dt\).

1. Montrer que \(G\) est définie sur \((\mathbf{R}_+^*)^2\).

2. Soit \(x\in\mathbf{R}_+^*\). Montrer que \(y\longmapsto G(x,y)\) admet une limite finie, notée \(G(x)\), quand \(y\) tend vers \(+\infty\).

3. Soit \(n\in\mathbf{N}^*\). Montrer que \(G(n,y)=\displaystyle{1\over n}\left(\int_0^n{t-\lfloor t\rfloor\over t}\,dt-\int_y^{y+n}{t-\lfloor t\rfloor\over t}\,dt\right)\).

4. On pose \(H(n)=nG(n)\). Montrer que la série de terme général \(H(n)-H(n-1)-\displaystyle{1\over2n}\) converge et en déduire un équivalent de \(G(n)\).

[examen/ex0694] ccinp MP 2023 On pose \(G:x\mapsto\displaystyle\int_0^{+\infty}\frac{t-\lfloor t\rfloor}{t(x+t)}\,\mathrm{d}t\).

1. Montrer que \(G\) est bien définie pour \(x>0\).

2. Soit \(n\in\mathbf{N}^*\). Montrer que \(\displaystyle\int_0^y\frac{t-\lfloor t\rfloor}{t(n+t)}\,\mathrm{d}t=\frac{1}{n}\left(\int_0^n\frac{t-\lfloor t\rfloor}{t}\,\mathrm{d}t-\int_y^{y+n}\frac{t-\lfloor t\rfloor}{t}\,\mathrm{d}t\right)\).

3. On pose \(H(n)=nG(n)\). Montrer que la série de terme général \(H(n+1)-H(n)-\displaystyle\frac{1}{2n}\) converge. En déduire un équivalent de \(G(n)\).

[oraux/ex2252] centrale 2003 On pose \(f(x)=\displaystyle\int_1^{+\infty}{dt\over t^{x+1}+t+1}\).

1. Définition de \(f\). Continuité et monotonie de \(f\).

2. Équivalents de \(f\) en 0 et en \(+\infty\).