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 écrire correctement l'intégrale. Vous avez donné l'expression comme R 1 0 1 (2−x)(3−x) dx, ce qui semble être une notation incorrecte. Cependant, je pense que vous voulez dire 011(2x)(3x)dx\int_0^1 \frac{1}{(2-x)(3-x)} \, dx.

Pour résoudre 011(2x)(3x)dx\int_0^1 \frac{1}{(2-x)(3-x)} \, dx, nous utilisons la méthode des fractions partielles. Pour cela, nous décomposons l'intégrande :

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

En trouvant un dénominateur commun, nous devons avoir :

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

En développant, cela donne :

1=(3A+2B)(A+B)x1 = (3A + 2B) - (A + B)x

Pour que cette égalité soit vraie pour tous xx, nous devons avoir :

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

Résolvons ce système :

De l'équation A+B=0A + B = 0, on a B=AB = -A.

Substituons B=AB = -A dans l'autre équation :

3A+2(A)=1    3A2A=1    A=13A + 2(-A) = 1 \implies 3A - 2A = 1 \implies A = 1

Donc, B=A=1B = -A = -1.

La décomposition en fractions partielles 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

Calculons chaque intégrale séparément :

  1. 12xdx=ln2x\int \frac{1}{2-x} \, dx = -\ln|2-x|
  2. 13xdx=ln3x\int \frac{1}{3-x} \, dx = -\ln|3-x|

En substituant dans notre intégrale, nous avons :

[ -\left[ \ln|2-x| \right]_0^1 + \left[ \ln|3-x| \right]_0^1 ]

Calculons cette valeur :

(ln(1)ln(2))+(ln(2)ln(3))-\left( \ln(1) - \ln(2) \right) + \left( \ln(2) - \ln(3) \right)

Simplifions :

(0ln2)+(ln2ln3)=ln2+ln2ln3=2ln2ln3- (0 - \ln 2) + (\ln 2 - \ln 3) = \ln 2 + \ln 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

Integral Calculus
Partial Fraction Decomposition
Logarithmic Functions

Formulas

Decomposition into partial fractions: \(\frac{1}{(2-x)(3-x)} = \frac{A}{2-x} + \frac{B}{3-x}\)
Definite integral of logarithmic functions: \(\int \frac{1}{a-x} \, dx = -\ln|a-x|\)

Theorems

Properties of logarithms
Techniques of integration

Suitable Grade Level

Undergraduate or Advanced High School (Grades 11-12)