Mathématiques · 20 / 23

Primitives et intégrales : accumuler une variation

Terminale · Exemple résolu et 4 exercices corrigés, à ton rythme.

Le principe, simplement

Une primitive F de f vérifie F′ = f. Les primitives diffèrent d’une constante sur un intervalle. L’intégrale de a à b se calcule avec F(b) − F(a). Pour une fonction positive, elle correspond à l’aire sous la courbe ; avec des valeurs négatives, c’est une aire algébrique, pas la somme de toutes les surfaces.

F=x^3/3
L’IMAGE À RETENIRPrimitives et intégrales : accumuler une variation
  1. 01Fonction f
  2. 02Primitive F
  3. 03Valeurs aux bornes
  4. 04F(b) moins F(a)

EXEMPLE RÉSOLU

Du cours au raisonnement

Pour f(x) = x², F(x) = x³/3. Entre 0 et 3, l’intégrale vaut 27/3 − 0 = 9. Dériver F redonne x².

Aire géométrique ou intégrale signée ?

Pour f(x)=x sur [−1;1], une primitive est x²/2. L’intégrale vaut 1/2−1/2=0 : la partie sous l’axe compense celle au-dessus. L’aire géométrique vaut 1, somme de deux triangles de base 1 et hauteur 1. Elle correspond à l’intégrale de |x|, pas à celle de x.

Résoudre un problème dans cette matière

  1. Définir les objets

    Note les inconnues, le domaine et les données. Pour une racine réelle, le radicande est positif ou nul ; pour un quotient, le dénominateur est non nul.

  2. Choisir une transformation

    Écris la règle utilisée : distributivité, équivalence d’équations, factorisation, dérivation… Une règle a des conditions. Si tu élèves au carré, vérifie ensuite les solutions dans l’équation initiale.

  3. Montrer le raisonnement

    Une ligne doit suivre de la précédente. Conserve une valeur exacte aussi longtemps que possible et distingue égalité, approximation et implication.

  4. Tester et conclure

    Remplace une solution dans l’expression d’origine. Sur un graphique, vérifie quelques points et les limites du domaine. Écris l’ensemble des solutions ou l’unité attendue.

À TOI DE JOUER

01 · Une tentative avant la correction

Calcule l’intégrale de 2x entre 0 et 2.

Un indice

Cherche une fonction dont la dérivée est 2x.

Voir et comprendre la correction

F(x) = x² convient. F(2) − F(0) = 4. Comme 2x est positive sur cet intervalle, cela correspond aussi à l’aire du triangle sous la droite.

Compare la méthode, les conditions et le résultat ; indique précisément ce que tu dois reprendre.

PROGRESSER PAR LA PRATIQUE

Trois défis supplémentaires, avec correction

Commence par le premier défi. Écris ta démarche avant d’ouvrir un indice ; utilise la correction pour retrouver la première étape qui bloque.

Faire le bilan après les exercices
02 · Repérer et comprendreLien vers cet exercice

Calcule l’intégrale de 0 à 2 de f(x) = 3x².

Un indice pour démarrer

Cherche une primitive puis soustrais les valeurs aux bornes.

Correction étape par étape
  1. Une primitive est F(x) = x³.
  2. F(2) − F(0) = 8 − 0.
  3. L’intégrale vaut 8.

Quelle étape avais-tu oubliée ? Refais cet exercice sans aide, puis explique pourquoi la méthode fonctionne.

03 · Appliquer la méthodeLien vers cet exercice

L’intégrale de −1 à 1 de x est nulle. L’aire géométrique est-elle nulle ?

Un indice pour démarrer

Les deux moitiés ont des signes opposés.

Correction étape par étape
  1. Une primitive est x²/2 ; les valeurs aux bornes sont égales.
  2. L’intégrale algébrique vaut 0 par compensation.
  3. Les deux triangles ont chacun aire 1/2 : aire géométrique totale 1.

Quelle étape avais-tu oubliée ? Refais cet exercice sans aide, puis explique pourquoi la méthode fonctionne.

04 · Aller plus loinLien vers cet exercice

Trouve la valeur moyenne de x² sur [0,3].

Un indice pour démarrer

Une moyenne intégrale divise par la longueur de l’intervalle.

Correction étape par étape
  1. L’intégrale vaut [x³/3] de 0 à 3, soit 9.
  2. Divise par 3 − 0.
  3. La valeur moyenne vaut 3, différente de la valeur au milieu 2,25.

Quelle étape avais-tu oubliée ? Refais cet exercice sans aide, puis explique pourquoi la méthode fonctionne.

L’erreur à éviter

Confondre primitive et dérivée, ou oublier l’ordre F(b) − F(a).

Sans tes notes, peux-tu…

  • Expliquer le principe avec tes mots ?
  • Reconstruire le schéma et ses liens ?
  • Résoudre l’exercice et justifier la méthode ?

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