Intégrale d'une fonction continue et positive

Soit une fonction continue et positive sur un intervalle . Soit sa courbe représentative dans ce repère.

L'aire délimitée par , l'axe des abscisses et les droites d'équation et est notée :

http://latex.codecogs.com/gif.latex?%5Cint%20%5Eb_af%28x%29%5C%20%5Cmathrm%20dx

 

On peut constater que l'aire d'un segment vaut 0 et donc :


Soit une fonction continue et positive sur un intervalle . La valeur moyenne de sur est :


ROC : soit une fonction continue et positive sur un intervalle . Soit la fonction définie sur par :

La fonction est dérivable sur et a pour dérivée .

 

Démonstration. Soit et tel que .

Soit un domaine. L'aire du domaine vaut et on peut l'encadrer par l'aire de deux rectangles : http://latex.codecogs.com/gif.latex?h%5Ctimes%20f%28x_0%29%5Cleq%20F%28x_0+h%29-F%28x_0%29%5Cleq%20f%28x_0+h%29%5Ctimes%20h

Étant donné que :

 

Le raisonnement est identique quand . Il faut remarquer que :

 

Comme est continue en , on a : http://latex.codecogs.com/gif.latex?%5Clim_%7Bh%5Cto%200%7Df%28x_0+h%29%3Df%28x_0%29

D'après le théorème des gendarmes, on a donc :

Ce qui prouve que est dérivable en et que et ce pour tout .


Si est une fonction continue et positive sur un intervalle et si http://latex.codecogs.com/gif.latex?F est une primitive de alors :

Démonstration. Soit la fonction définie sur par :

est aussi une primitive de et donc il existe une constante telle que . Or , ainsi : . On obtient donc :


ROC : si est une fonction continue sur un intervalle , alors admet une primitive.

 

Démonstration. On admettra qu'une fonction continue sur admet un minimum et un maximum.

Soit est une fonction continue sur un intervalle , de minimum . La fonction est continue et positive sur donc elle admet une primitive . Comme , alors la fonction est donc une primitive de .