Math Problem Statement

Q16 La valeur de l’int´egrale R 1 0 1 (2−x)(3−x) dx est A. 2 ln(2) − ln(3), B. ln(2) + 2 ln(3), C. − ln(3), D. ln(2) − 2, E. ln(3) − ln(2).

Solution

Pour résoudre cette intégrale, nous devons d'abord la simplifier. L'intégrale donnée est :

011(2x)(3x)dx.\int_0^1 \frac{1}{(2-x)(3-x)} \, dx.

Pour intégrer cette fonction, nous pouvons utiliser la méthode de décomposition en éléments simples. Nous cherchons donc à exprimer la fonction sous la forme :

1(2x)(3x)=A2x+B3x.\frac{1}{(2-x)(3-x)} = \frac{A}{2-x} + \frac{B}{3-x}.

Pour trouver A et B, mettons l'expression au même dénominateur :

1=A(3x)+B(2x).1 = A(3-x) + B(2-x).

Développons et réorganisons cette équation :

1=(A+B)x+(3A+2B).1 = (A+B)x + (3A + 2B).

On obtient donc le système d'équations :

  1. A+B=0A + B = 0
  2. 3A+2B=13A + 2B = 1

Résolvons ce système. De la première équation, nous avons B=AB = -A. En substituant dans la deuxième équation, nous obtenons :

3A+2(A)=1    3A2A=1    A=1.3A + 2(-A) = 1 \implies 3A - 2A = 1 \implies A = 1.

Alors, B=1B = -1.

La décomposition en éléments simples est donc :

1(2x)(3x)=12x13x.\frac{1}{(2-x)(3-x)} = \frac{1}{2-x} - \frac{1}{3-x}.

L'intégrale devient :

01(12x13x)dx.\int_0^1 \left( \frac{1}{2-x} - \frac{1}{3-x} \right) \, dx.

Intégrons chaque terme séparément :

0112xdx=ln2x01=(ln1ln2)=ln(2).\int_0^1 \frac{1}{2-x} \, dx = -\ln|2-x| \bigg|_0^1 = -(\ln|1| - \ln|2|) = \ln(2).

0113xdx=ln3x01=(ln2ln3)=ln(3)ln(2).\int_0^1 \frac{1}{3-x} \, dx = -\ln|3-x| \bigg|_0^1 = -(\ln|2| - \ln|3|) = \ln(3) - \ln(2).

La différence de ces intégrales est :

ln(2)(ln(3)ln(2))=ln(2)ln(3)+ln(2)=2ln(2)ln(3).\ln(2) - (\ln(3) - \ln(2)) = \ln(2) - \ln(3) + \ln(2) = 2\ln(2) - \ln(3).

Ainsi, la réponse correcte est 2ln(2)ln(3)2\ln(2) - \ln(3). Donc la réponse correcte est :

A. 2ln(2)ln(3)2 \ln(2) - \ln(3).

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Calculus
Integration
Partial Fraction Decomposition

Formulas

∫ (1/((2-x)(3-x))) dx = ∫ (A/(2-x) + B/(3-x)) dx
Integration of 1/(a-x): ∫ 1/(a-x) dx = -ln|a-x| + C

Theorems

Partial Fraction Decomposition
Logarithmic Integration

Suitable Grade Level

Undergraduate Calculus