Concept d'integrale : soit f : [a,b] --> R une fonction BORNEE sur [a,b] donc telle que m <= f(x) <= M pour tout x dans [a,b] L'ensemble fini D = {x_0, x_1, ...., x_p} de points de l'intervalle [a,b] tels que a = x_0 < x_1 < x_2 < .... < x_{p-1} < x_p = b est une PARTITION de [a,b] si [a,b] = unione disjointe de [x_{i-1}, x_i] pour i = 1,...,p On dit que la partition D_2 est un RAFFINEMENT de la partition D_1 si la partition D_1 est contenue dans la partition D_2 Soit D une partition D de [a,b] : sur chaque intervalle [x_{i-1}, x_i] la fonction f est bornee, en particulier m <= m_i <= f(x) <= M_i <= M et on peut calculer la somme inferieure s_D (``esse'' minuscule indice D) et la somme superieure S_D (``esse'' majuscule indice D) associees a' D comme suit _ p _ p \ \ s_D = / [ m_i (x_i - x_{i-1})] et S_D = / [ M_i (x_i - x_{i-1}) ] -- -- i=1 i=1 on a toujours m (b-a) <= s_D <= S_D <= M (b-a) On definit la somme inferieure et la somme superieure s = sup_{D partition sur [a,b] } s_D ; S = inf_{D partition sur [a,b] } S_D (le inf et le sup existent car f est bornee) Definition : une fonction f :[a,b] --> R est Riemann integrable sur [a,b] si et seulement si s = S (c'est-a'-dire si la somme inferieure est egale a' la somme superieure) et on pose _ b / s = S = / f(x) dx (= valeur reelle finie, si f est integrable) / -- a a et b sont les extremites d'integration, f la fonction integrande, et x la variable d'integration le produit [f(x) dx] est la mesure avec signe d'une aire d'un rectangle infinitesimal de base dx et hauteur f(x) L'integrale est la mesure AVEC SIGNE de l'aire comprise entre le droites y=0, x=a, x=b et le graphe de la fonction f sur [a,b]. Les fonctions suivantes sont integrables sur [a,b] les fonctions bornees sur [a,b] les fonctions continues sur [a,b] les fonctions discontinues sur [a,b] mais avec un nombre fini de points de discontinuite dans [a,b] les fonctions Lipschitzienne sur [a,b] ------------------------------------------------------ Proprietes de l'operateur integrale i) Il est lineaire donc integrale de (f + g ) sur [a,b] = integrale de f sur [a,b] PLUS integrale de g sur [a,b] integrale de (c f) sur [a,b] = c FOIS l'integrale de f sur [a,b] (c une constante) ii) l'integrale de f sur [a,b] est nul si et seulement si a = b OU BIEN f est identiquement nulle sur [a,b] iii) l'integrale est sensible a' l'orientation integrale entre a et b de f est egale a' MOINS l'integrale entre b et a de f iv) Si [a,b] = [a,v] U [v,b] (unione disjointe) alors l'integrale entre a et b de f est la somme de l'integrale entre a et v de f et de l'integrale entre v et b de f v) Theoreme de la moyenne integrale si f :[a,b] --> R est continue sur [a,b] il existe un point c dans [a,b] tel que _ b / / f(x) dx = (b-a) f(c) / -- a