OffresSe connecter
Prépa, 1re année › Intégration sur un segment › Linéarité, Chasles, positivité, croissance

Linéarité, Chasles, positivité, croissance : énoncé (MPSI)

Propriété

Linéarité, Chasles, positivité, croissance

Soient $f$ et $g$ continues par morceaux sur un intervalle $I$, $\lambda,\mu\in\mathbb{R}$ et $a,b,c\in I$.

  1. Linéarité : $\int_a^b(\lambda f+\mu g)=\lambda\int_a^b f+\mu\int_a^b g$.
  2. Relation de Chasles : $\int_a^c f=\int_a^b f+\int_b^c f$, quel que soit l'ordre de $a,b,c$.
  3. Positivité : si $a\le b$ et $f\ge0$ sur $[a,b]$, alors $\int_a^b f\ge0$.
  4. Croissance : si $a\le b$ et $f\le g$ sur $[a,b]$, alors $\int_a^b f\le\int_a^b g$.
  5. Inégalité triangulaire : si $a\le b$, $|f|$ est continue par morceaux et $\left|\int_a^b f\right|\le\int_a^b|f|$.
  6. Modifier $f$ en un nombre fini de points ne change pas la valeur de l'intégrale.
Attention

Ordre des bornes

Positivité, croissance et inégalité triangulaire exigent $a\le b$. Par exemple $\int_1^0 1\,\mathrm{d}t=-1<0$ alors que $1\ge0$. Lorsque l'ordre des bornes est inconnu, on écrit $$\left|\int_a^b f\right|\le\left|\int_a^b|f|\right|.$$

Exemple

Calculs élémentaires

  • Pour $\lfloor\cdot\rfloor$ sur $[0,3]$ : $\int_0^3\lfloor t\rfloor\,\mathrm{d}t=0\times1+1\times1+2\times1=3$.
  • Pour $f(x)=x-\lfloor x\rfloor$ sur $[0,2]$ : par Chasles, $\int_0^2 f=\int_0^1 t\,\mathrm{d}t+\int_1^2(t-1)\,\mathrm{d}t=\frac12+\frac12=1$. On a utilisé que modifier $f$ au point $1$ ne change pas l'intégrale sur $[0,1]$.

S’entraîner

Dans le cours

Intégration sur un segment : Linéarité, Chasles, positivité, croissance