4.10E : Exercices pour la section 4.10
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Dans les exercices 1 à 20, trouvez l'antidérivé\(F(x)\) de chaque fonction\(f(x).\)
1)\(f(x)=\dfrac{1}{x^2}+x\)
2)\(f(x)=e^x−3x^2+\sin x\)
- Réponse
- \(F(x)=e^x−x^3−\cos x+C\)
3)\(f(x)=e^x+3x−x^2\)
4)\(f(x)=x−1+4\sin(2x)\)
- Réponse
- \(F(x)=\dfrac{x^2}{2}−x−2\cos(2x)+C\)
5)\(f(x)=5x^4+4x^5\)
6)\(f(x)=x+12x^2\)
- Réponse
- \(F(x)=\frac{1}{2}x^2+4x^3+C\)
7)\(f(x)=\dfrac{1}{\sqrt{x}}\)
8)\(f(x)=\left(\sqrt{x}\right)^3\)
- Réponse
- \(F(x)=\frac{2}{5}\left(\sqrt{x}\right)^5+C\)
9)\(f(x)=x^{1/3}+\big(2x\big)^{1/3}\)
10)\(f(x)=\dfrac{x^{1/3}}{x^{2/3}}\)
- Réponse
- \(F(x)=\frac{3}{2}x^{2/3}+C\)
11)\(f(x)=2\sin(x)+\sin(2x)\)
(12)\(f(x)=\sec^2 x +1\)
- Réponse
- \(F(x)=x+\tan x+C\)
13)\(f(x)=\sin x\cos x\)
(14)\(f(x)=\sin^2(x)\cos(x)\)
- Réponse
- \(F(x)=\frac{1}{3}\sin^3(x)+C\)
15)\(f(x)=0\)
16)\(f(x)=\frac{1}{2}\csc^2 x+\dfrac{1}{x^2}\)
- Réponse
- \(F(x)=−\frac{1}{2}\cot x −\dfrac{1}{x}+C\)
17)\(f(x)=\csc x\cot x+3x\)
18)\(f(x)=4\csc x\cot x−\sec x\tan x\)
- Réponse
- \(F(x)=−\sec x−4\csc x+C\)
19)\(f(x)=8(\sec x)\big(\sec x−4\tan x\big)\)
20)\(f(x)=\frac{1}{2}e^{−4x}+\sin x\)
- Réponse
- \(F(x)=−\frac{1}{8}e^{−4x}−\cos x+C\)
Pour les exercices 21 à 29, évaluez l'intégrale.
(21)\(\displaystyle ∫(−1)\,dx\)
22)\(\displaystyle ∫\sin x\,dx\)
- Réponse
- \(\displaystyle ∫\sin x\,dx = −\cos x+C\)
23)\(\displaystyle ∫\big(4x+\sqrt{x}\big)\,dx\)
(24)\(\displaystyle ∫\frac{3x^2+2}{x^2}\,dx\)
- Réponse
- \(\displaystyle ∫\frac{3x^2+2}{x^2}\,dx=3x−\frac{2}{x}+C\)
25)\(\displaystyle ∫\big(\sec x\tan x+4x\big)\,dx\)
26)\(\displaystyle ∫\big(4\sqrt{x}+\sqrt[4]{x}\big)\,dx\)
- Réponse
- \(\displaystyle ∫\big(4\sqrt{x}+\sqrt[4]{x}\big)\,dx=\frac{8}{3}x^{3/2}+\frac{4}{5}x^{5/4}+C\)
(27)\(\displaystyle ∫\left(x^{−1/3}−x^{2/3}\right)\,dx\)
28)\(\displaystyle ∫\frac{14x^3+2x+1}{x^3}\,dx\)
- Réponse
- \(\displaystyle ∫\frac{14x^3+2x+1}{x^3}\,dx=14x−\frac{2}{x}−\frac{1}{2x^2}+C\)
(29)\(\displaystyle ∫\big(e^x+e^{−x}\big)\,dx\)
Dans les exercices 30 à 34, résolvez le problème de valeur initiale.
30)\(f′(x)=x^{−3},\quad f(1)=1\)
- Réponse
- \(f(x)=−\dfrac{1}{2x^2}+\dfrac{3}{2}\)
31)\(f′(x)=\sqrt{x}+x^2,\quad f(0)=2\)
32)\(f′(x)=\cos x+\sec^2(x),\quad f(\frac{π}{4})=2+\frac{\sqrt{2}}{2}\)
- Réponse
- \(f(x)=\sin x+\tan x+1\)
33)\(f′(x)=x^3−8x^2+16x+1,\quad f(0)=0\)
34)\(f′(x)=\dfrac{2}{x^2}−\dfrac{x^2}{2},\quad f(1)=0\)
- Réponse
- \(f(x)=−\frac{1}{6}x^3−\dfrac{2}{x}+\dfrac{13}{6}\)
Dans les exercices 35 à 39, trouvez deux fonctions possibles en\(f\) fonction des dérivées du deuxième ou du troisième ordre
35)\(f''(x)=x^2+2\)
36)\(f''(x)=e^{−x}\)
- Réponse
- Les réponses peuvent varier ; l'une des réponses possibles est\(f(x)=e^{−x}\)
37)\(f''(x)=1+x\)
38)\(f'''(x)=\cos x\)
- Réponse
- Les réponses peuvent varier ; l'une des réponses possibles est\(f(x)=−\sin x\)
39)\(f'''(x)=8e^{−2x}−\sin x\)
40) Une voiture roule à une vitesse de\(40\) mi/h lorsque les freins sont serrés. La voiture décélère à un rythme constant de\(10\, \text{ft/sec}^2\). Combien de temps avant que la voiture ne s'arrête ?
- Réponse
- \(5.867\)seconde
41) Dans le problème précédent, calculez la distance parcourue par la voiture pendant le temps qu'il faut pour s'arrêter.
42) Vous rejoignez l'autoroute, accélérant à un rythme constant de\(12\, \text{ft/sec}^2\). Combien de temps vous faut-il pour atteindre la vitesse de fusion à\(60\) mph ?
- Réponse
- \(7.333\)seconde
43) Sur la base du problème précédent, quelle distance parcourt la voiture pour atteindre la vitesse de fusion ?
44) Un constructeur automobile veut s'assurer que son nouveau modèle peut s'arrêter en quelques\(8\) secondes lorsqu'il roule à\(75\) mi/h. Si nous supposons une décélération constante, déterminez la valeur de décélération qui permet d'atteindre cet objectif.
- Réponse
- \(13.75\, \text{ft/sec}^2\)
45) Un constructeur automobile souhaite s'assurer que son nouveau modèle peut s'arrêter à moins de\(450\) pieds lorsqu'il roule à\(60\) mi/h. Si nous supposons une décélération constante, déterminez la valeur de décélération qui permet d'atteindre cet objectif.
Dans les exercices 46 à 51, trouvez l'antidérivée de la fonction, en supposant\(F(0)=0.\)
46) [T]\(\quad f(x)=x^2+2\)
- Réponse
- \(F(x)=\frac{1}{3}x^3+2x\)
47) [T]\(\quad f(x)=4x−\sqrt{x}\)
48) [T]\(\quad f(x)=\sin x+2x\)
- Réponse
- \(F(x)=x^2−\cos x+1\)
49) [T]\(\quad f(x)=e^x\)
50) [T]\(\quad f(x)=\dfrac{1}{(x+1)^2}\)
- Réponse
- \(F(x)=−\dfrac{1}{x+1}+1\)
51) [T]\(\quad f(x)=e^{−2x}+3x^2\)
Dans les exercices 52 à 55, déterminez si l'énoncé est vrai ou faux. Prouvez que c'est vrai ou trouvez un contre-exemple s'il est faux.
52) Si\(f(x)\) est l'antidérivé de\(v(x)\), alors\(2f(x)\) est l'antidérivé de\(2v(x).\)
- Réponse
- Vrai
53) Si\(f(x)\) est l'antidérivé de\(v(x)\), alors\(f(2x)\) est l'antidérivé de\(v(2x).\)
54) Si\(f(x)\) est l'antidérivé de\(v(x),\) alors\(f(x)+1\) est l'antidérivé de\(v(x)+1.\)
- Réponse
- Faux
55) Si\(f(x)\) est l'antidérivé de\(v(x)\), alors\((f(x))^2\) est l'antidérivé de\((v(x))^2.\)