Flashcards : Compléments d’analyse (89 cartes)

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1Question

Comment la valeur absolue de tout réel xx est-elle définie par un maximum ?

Réponse

∣x∣=max⁡(x,−x)|x|=\max(x,-x).

2Question

Si x≤0x\leq 0, à quoi est égale la valeur absolue de xx ?

Réponse

−x-x.

3Question

Si x>0x>0, à quoi est égale la valeur absolue de xx ?

Réponse

xx.

4Question

Quel encadrement relie ∣x+y∣|x+y| à ∣x∣|x| et ∣y∣|y| ?

Réponse

∣∣x∣−∣y∣∣≤∣x+y∣≤∣x∣+∣y∣||x|-|y||\leq |x+y|\leq |x|+|y|.

5Question

Comment s’exprime ln⁡x\ln x comme intégrale sur ]0,+∞[]0,+\infty[ ?

Réponse

ln⁡x=∫1xdtt\ln x=\int_1^x\frac{dt}{t}.

6Question

Quelle identité relie ln⁡(xy)\ln(xy) à ln⁡x\ln x et ln⁡y\ln y ?

Réponse

ln⁡(xy)=ln⁡x+ln⁡y\ln(xy)=\ln x+\ln y.

7Question

Quelle fonction est la réciproque de l’exponentielle ?

Réponse

Le logarithme népérien.

8Question

Comment définit-on la puissance réelle de base a>0a>0 et d’exposant xx ?

Réponse

ax=exln⁡aa^x=e^{x\ln a}.

9Question

Comment simplifier le produit de axa^x et aya^y pour a>0a>0 ?

Réponse

ax+ya^{x+y}.

10Question

Comment simplifier le quotient de axa^x par aya^y pour a>0a>0 ?

Réponse

ax−ya^{x-y}.

11Question

Sur quel ensemble les fonctions sinus et cosinus sont-elles continues et dérivables ?

Réponse

Sur ℝ.

12Question

Quelle est la période des fonctions sinus et cosinus ?

Réponse

2π2\pi

13Question

Quelle identité relie cos⁡2a\cos^2 a et sin⁡2a\sin^2 a pour tout réel aa ?

Réponse

cos⁡2a+sin⁡2a=1\cos^2 a+\sin^2 a=1

14Question

Quelle identité relie tan⁡2a\tan^2 a et cos⁡2a\cos^2 a lorsque cos⁡a≠0\cos a\ne0 ?

Réponse

1+tan⁡2a=1cos⁡2a1+\tan^2 a=\frac{1}{\cos^2 a}

15Question

Quelle est la formule d’addition de cos⁡(a+b)\cos(a+b) ?

Réponse

cos⁡(a+b)=cos⁡acos⁡b−sin⁡asin⁡b\cos(a+b)=\cos a\cos b-\sin a\sin b

16Question

Quel est le domaine de l’arcsinus ?

Réponse

[−1,1][-1,1]

17Question

Quelle est l’image de l’arcsinus ?

Réponse

[−π/2,π/2][-\pi/2,\pi/2]

18Question

Comment définir ch⁡x\operatorname{ch}x pour tout réel xx ?

Réponse

ex+e−x2\frac{e^x+e^{-x}}{2}

19Question

Que représente l’intégrale définie d’une fonction continue entre deux bornes ?

Réponse

L’aire algébrique sous sa courbe entre ces bornes.

20Question

Comment décomposer l’intégrale de ff de aa à bb au point cc ?

Réponse

∫acf(x) dx+∫cbf(x) dx=∫abf(x) dx\int_a^c f(x)\,dx+\int_c^b f(x)\,dx=\int_a^b f(x)\,dx

21Question

Quelle est la valeur de l’intégrale de ff entre deux bornes identiques ?

Réponse

∫aaf(x) dx=0\int_a^a f(x)\,dx=0

22Question

Comment une primitive FF d’une fonction continue ff est-elle définie sur II ?

Réponse

FF est dérivable sur II et vérifie F′=fF'=f.

23Question

Comment calculer l’intégrale de ff de aa à bb à l’aide de sa primitive FF ?

Réponse

∫abf(x) dx=F(b)−F(a)\int_a^b f(x)\,dx=F(b)-F(a)

24Question

Que transforme le changement de variable dans une intégrale composée ?

Réponse

Une intégrale portant sur la variable nouvelle.

25Question

Quelle formule donne l’intégration par parties pour u et v ?

Réponse

∫u′v=uv−∫uv′.\int u'v=uv-\int uv'.

26Question

Quelle formule relie l’intégrale de f(φ(t))φ′(t) à celle de f(x) ?

Réponse

∫αβf(φ(t))φ′(t) dt=∫abf(x) dx,\int_\alpha^\beta f(\varphi(t))\varphi'(t)\,dt=\int_a^b f(x)\,dx, avec φ(α)=a\varphi(\alpha)=a et φ(β)=b.\varphi(\beta)=b.

27Question

Quelle formule exprime la linéarité de l’intégrale sur [a,b][a,b] ?

Réponse

∫ab(λf+μg)(x) dx=λ∫abf(x) dx+μ∫abg(x) dx\int_a^b(\lambda f+\mu g)(x)\,dx=\lambda\int_a^b f(x)\,dx+\mu\int_a^b g(x)\,dx

28Question

Que compare la propriété de croissance des intégrales lorsque f≥gf\geq g sur [a,b][a,b] ?

Réponse

∫abf(x) dx≥∫abg(x) dx\int_a^b f(x)\,dx\geq\int_a^b g(x)\,dx

29Question

Quelle forme prend une équation différentielle linéaire du premier ordre sur I ?

Réponse

y′+a(x)y=b(x)y'+a(x)y=b(x), avec a et b continues sur I.

30Question

Quelle condition initiale définit le problème de Cauchy pour une équation différentielle ?

Réponse

y(x0)=y0y(x_0)=y_0.

31Question

Combien de solutions vérifient la condition initiale pour y′+a(x)y=b(x)y'+a(x)y=b(x), si a et b sont continues sur I ?

Réponse

Une unique solution sur I.

32Question

Quelle formule donne la solution du problème de Cauchy avec un facteur intégrant ?

Réponse

y(x)=(B(x)+y0)e−A(x)y(x)=(B(x)+y_0)e^{-A(x)}.

33Question

Comment choisir la primitive A de a dans la méthode du facteur intégrant ?

Réponse

On choisit A telle que A(x0)=0A(x_0)=0.

34Question

Comment choisir la primitive B de beAbe^A dans la méthode du facteur intégrant ?

Réponse

On choisit B telle que B(x0)=0B(x_0)=0.

35Question

Quelles étapes permettent de résoudre x2y′−y=0x^2y'-y=0 sur R\mathbb{R} ?

Réponse

Résoudre sur chaque demi-droite, imposer la continuité en 0, puis vérifier la dérivabilité et la continuité de la dérivée.

36Question

Quelles sont les solutions de x2y′−y=0x^2y'-y=0 définies sur R\mathbb{R} ?

Réponse

y(x)=0y(x)=0 pour x≤0x\leq 0 et y(x)=ke−1/xy(x)=ke^{-1/x} pour x>0x>0, avec k∈Rk\in\mathbb{R}.

37Question

Quelle forme générale définit une équation linéaire du second ordre à coefficients constants ?

Réponse

y′′+ay′+by=f(x)y''+ay'+by=f(x), avec a,ba,b constants réels et ff continue sur un intervalle II.

38Question

Combien de solutions possède le problème de Cauchy d’ordre deux sous les hypothèses données ?

Réponse

Une unique solution sur II.

39Question

Comment s’écrivent les solutions à partir d’une solution particulière et de l’équation homogène associée ?

Réponse

y=y1+y0y=y_1+y_0, où y0y_0 résout l’équation homogène associée.

40Question

Quelle forme prennent les solutions homogènes si l’équation caractéristique a deux racines réelles distinctes α\alpha et β\beta ?

Réponse

y(x)=λeαx+μeβxy(x)=\lambda e^{\alpha x}+\mu e^{\beta x}.

41Question

Quelles sont les étapes pour résoudre y′′+ay′+by=f(x)y''+ay'+by=f(x) ?

Réponse

Résoudre l’équation homogène, déterminer une solution particulière, puis additionner ces solutions.

42Question

Quelle forme chercher pour une solution particulière si AeαxAe^{\alpha x} est le second membre et que α\alpha n’est pas racine ?

Réponse

CeαxCe^{\alpha x}

43Question

Quelle expression donne la valeur absolue d’un réel xx à partir de son carré ?

Réponse

∣x∣=x2|x|=\sqrt{x^2}.

44Question

Pour a>0a>0, quelle inégalité équivaut à ∣x−y∣<a|x-y|<a ?

Réponse

x−a<y<x+ax-a<y<x+a.

45Question

Pour a>0a>0, dans quel intervalle ouvert se trouve yy si ∣x−y∣<a|x-y|<a ?

Réponse

y∈]x−a,x+a[y\in]x-a,x+a[.

46Question

Quelle bijection le logarithme népérien réalise-t-il ?

Réponse

Une bijection de ]0,+∞[]0,+\infty[ sur R\mathbb{R}.

47Question

Comment définit-on log⁡a(x)\log_a(x) pour a>0a>0 et a≠1a\ne1 ?

Réponse

log⁡a(x)=ln⁡xln⁡a\log_a(x)=\frac{\ln x}{\ln a}.

48Question

Comment exprimer ex+ye^{x+y} comme produit ?

Réponse

ex+y=exeye^{x+y}=e^xe^y.

49Question

Quelle est la limite de ln⁡x\ln x quand xx tend vers 0+0^+ ?

Réponse

−∞-\infty.

50Question

Quelle est la limite de exe^x quand xx tend vers −∞-\infty ?

Réponse

00.

51Question

Comment simplifier la puissance (ax)y\left(a^x\right)^y pour a>0a>0 ?

Réponse

axya^{xy}.

52Question

Comment développer (ab)x\left(ab\right)^x pour a,b>0a,b>0 ?

Réponse

axbxa^xb^x.

53Question

Sur quels intervalles la tangente est-elle continue et dérivable ?

Réponse

Sur chaque intervalle ]−π2+kπ,π2+kπ[\left]-\frac{\pi}{2}+k\pi,\frac{\pi}{2}+k\pi\right[, pour k∈Zk\in\mathbb{Z}.

54Question

Quelles sont les formules de duplication du cosinus et du sinus ?

Réponse

cos⁡2a=cos⁡2a−sin⁡2a=2cos⁡2a−1=1−2sin⁡2a\cos 2a=\cos^2a-\sin^2a=2\cos^2a-1=1-2\sin^2a et sin⁡2a=2sin⁡acos⁡a\sin 2a=2\sin a\cos a.

55Question

Quelles sont les solutions de cos⁡x=cos⁡a\cos x=\cos a modulo 2π2\pi ?

Réponse

x≡±a [2π]x\equiv\pm a\ [2\pi]

56Question

Quel est le domaine de l’arccosinus ?

Réponse

[−1,1][-1,1]

57Question

Quelle est l’image de l’arctangente ?

Réponse

]−π/2,π/2[]-\pi/2,\pi/2[

58Question

Quelle est la dérivée de l’arcsinus sur ]−1,1[]-1,1[ ?

Réponse

11−x2\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}

59Question

Quelle est la dérivée de l’arctangente sur R\mathbb{R} ?

Réponse

11+x2\frac{1}{1+x^2}

60Question

Quelle identité relie ch⁡x\operatorname{ch}x et sh⁡x\operatorname{sh}x pour tout réel xx ?

Réponse

ch⁡2x−sh⁡2x=1\operatorname{ch}^2x-\operatorname{sh}^2x=1

61Question

Que devient la valeur d’une intégrale si l’on remplace sa variable d’intégration ?

Réponse

Elle reste inchangée.

62Question

Quelle est une primitive usuelle de xnx^n pour n∈Q∖{−1}n\in\mathbb{Q}\setminus\{-1\} ?

Réponse

xn+1n+1+k\frac{x^{n+1}}{n+1}+k

63Question

Comment obtenir une primitive de f(u(t))u′(t) si F′=f ?

Réponse

F(u(t))+k.F(u(t))+k.

64Question

Quelle est la valeur de l’intégrale Iₚ,ᵩ sur [0,1] ?

Réponse

p!q!(p+q+1)!.\frac{p!q!}{(p+q+1)!}.

65Question

Quelle substitution la règle de Bioche propose-t-elle si f(−x)d(−x)=f(x)dx ?

Réponse

t=cos⁡x.t=\cos x.

66Question

Quelle substitution la règle de Bioche propose-t-elle si f(π−x)d(π−x)=f(x)dx ?

Réponse

t=sin⁡x.t=\sin x.

67Question

Quel est le signe de l’intégrale d’une fonction continue strictement positive sur [a,b][a,b], avec a<ba<b ?

Réponse

Elle est strictement positive.

68Question

Que garantit une intégrale nulle pour une fonction continue sur [a,b][a,b] ?

Réponse

Il existe un x∈[a,b[x\in[a,b[ tel que f(x)=0f(x)=0.

69Question

Quelle formule définit la valeur moyenne de ff continue sur [a,b][a,b] ?

Réponse

1b−a∫abf(t) dt\frac{1}{b-a}\int_a^b f(t)\,dt

70Question

Quelle régularité possède toute solution de y′+a(x)y=b(x)y'+a(x)y=b(x) sur I ?

Réponse

Elle est de classe C1C^1 sur I.

71Question

Quelle famille résout y′+xy=x3y'+xy=x^3 avec facteur intégrant ex2/2e^{x^2/2} ?

Réponse

y(x)=x2−2+ke−x2/2y(x)=x^2-2+ke^{-x^2/2}.

72Question

Quelle valeur de kk impose y(0)=0y(0)=0 dans cette famille ?

Réponse

k=2k=2.

73Question

Quelle solution de y′+2xy=xy'+2xy=x vérifie y(0)=1y(0)=1 ?

Réponse

y(x)=12+12e−x2y(x)=\frac12+\frac12e^{-x^2}.

74Question

Quelle famille résout y′+2xy=x3y'+2xy=x^3 sur R\mathbb{R} ?

Réponse

y(x)=x2−2+ke−x2/2,k∈Ry(x)=x^2-2+ke^{-x^2/2},\quad k\in\mathbb{R}.

75Question

Quelle est la forme des solutions sur ]−1,1[]-1,1[ de (1−x2)y′−xy=1(1-x^2)y'-xy=1 ?

Réponse

y(x)=arcsin⁡x+k1−x2,k∈Ry(x)=\frac{\arcsin x+k}{\sqrt{1-x^2}},\quad k\in\mathbb{R}.

76Question

Quelle constante prolonge les solutions sur ]1,+∞[]1,+\infty[ en x=1x=1 ?

Réponse

k=0k=0.

77Question

Quelle constante prolonge les solutions sur ]−1,1[]-1,1[ en x=1x=1 ?

Réponse

k=−π2k=-\frac{\pi}{2}.

78Question

Quelle est la limite de ke−1/xke^{-1/x} quand x→0+x\to0^+ ?

Réponse

00 pour tout k∈Rk\in\mathbb{R}.

79Question

Que vaut la limite de k′e−1/xk'e^{-1/x} quand x→0−x\to0^- si k′≠0k'\ne0 ?

Réponse

Elle n’est pas nulle.

80Question

Que vaut y′(0)y'(0) pour le prolongement nul à gauche et égal à ke−1/xke^{-1/x} à droite ?

Réponse

00.

81Question

Quelle propriété de continuité possède la dérivée de ce prolongement en 0 ?

Réponse

La dérivée est continue en 0.

82Question

Quelles conditions initiales caractérisent le problème de Cauchy d’ordre deux ?

Réponse

y(x0)=y0y(x_0)=y_0 et y′(x0)=y1y'(x_0)=y_1.

83Question

Quelle équation homogène associe-t-on à y′′+ay′+by=f(x)y''+ay'+by=f(x) ?

Réponse

y′′+ay′+by=0y''+ay'+by=0.

84Question

Quelle équation caractéristique associe-t-on à y′′+ay′+by=0y''+ay'+by=0 ?

Réponse

r2+ar+b=0r^2+ar+b=0.

85Question

Quelle valeur de CC convient lorsque α\alpha n’est pas racine de r2+ar+b=0r^2+a r+b=0 ?

Réponse

C=Aα2+aα+bC=\frac{A}{\alpha^2+a\alpha+b}

86Question

Quelle valeur de CC convient lorsque α\alpha est une racine simple ?

Réponse

C=A2α+aC=\frac{A}{2\alpha+a}

87Question

Quelle solution particulière fournit le choix C=A2C=\frac{A}{2} lorsque α\alpha est une racine double ?

Réponse

A2x2eαx\frac{A}{2}x^2e^{\alpha x}

88Question

Comment traiter un second membre qui est une somme de termes ?

Réponse

Trouver une solution particulière pour chaque terme, puis les additionner.

89Question

Pour y′′+y=tan⁡xy''+y=\tan x, quelle forme prend l’essai par variations des constantes ?

Réponse

y=λ(x)cos⁡x+μ(x)sin⁡xy=\lambda(x)\cos x+\mu(x)\sin x

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1. Pour calculer la valeur absolue de −7-7 à partir de sa définition, quelle valeur obtient-on ?

2. Pour x=3x=3 et y=−5y=-5, quelles valeurs encadrent ∣x+y∣|x+y| selon l’inégalité triangulaire donnée ?

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