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5-Les intégrales multiples

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Academic year: 2022

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Texte intégral

(1)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 1

1.1

La première intégrale donne

[ ] [ ]

( )

2 3 2 3

1 2

2 1

0 1 0

2 1 1

2 2

0 2 0

9 4

xydxdy x y dy

y y dy

ydy

 

=

 

= −

=

  

La deuxième intégrale donne

[ ] [ ]

2 2 2

0 4 2 0

2 4 2 0 8

ydy= y 

= ⋅ − ⋅

=

1.2

La première intégrale donne

( )

( )

( )

1 1

2 2 3

1 1 3

1 2 3 2 3

3 3

1

1 4 3 2

1 3

2 3 3

3 3

6

y y

y

x y dxdy x xy

y

dy

y yy y yy dy

y y dy

 

+ =

+

   

=

+

 

− − −

= +

  

La deuxième intégrale donne

( )

( ) ( ) ( ) ( )

( )

( )

1 4 3 2 1 4 3 1

3 3 1

1

4 3 4 3

1 1

3 3

1 3 1

3 3

6 2

1 2 1 1 2 1

2 2

4

y y dy y y

+ = + 

   

=  +  − − + − 

 

=  + − − 

=

1.3

La première intégrale donne

(2)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 2

0 0 0

0

0

0

sin sin

sin sin

0 sin

x x x x

dydx y dx

x x

x x

x dx

x x

xdx

π π

π

π

 

=  

   

=    − 

=

  

La deuxième intégrale donne

[ ]

0

0 sin cos

cos cos 0

2

xdx x

π π

π

= −

= − − −

=

1.4

La première intégrale donne

( )

( )

( ) ( )

( ) ( )

3

2 2

1 2

4 2 2 4 2

0 0 0 3

2

0 4 3

2 2

1 2

0 3

0

3 3

4 1 2 2 2 1 2 2 2

3 3

0

3 3

4 1 2 2 1 2 2

3 3

0

4 3 3 3

1 2

3 0 3

2 4

3 0

0 2

2 2 1

3

y y

y

x y

x x y dxdy dy

x y dy

y y y dy

y y dy

y y dy

y dy

 

 + 

+ =  

 

 

 

=  + 

 

   

=  +  − + 

   

 

   

=   − 

   

 

 

=  − 

 

= −

  

La deuxième intégrale donne

(3)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 3

3 3

4 4

2 4 2

3 0

0 3

4 4

2

3

2 3

2 1 2 1

3 3 4

2 1 4 0

3 4 4

2 1 3 4

128 2 64

39, 006 3

y dyy

− −

=  

 

   

= −   − 

   

 

= − ⋅

= − ≈

1.5

La première intégrale donne

( )

( ) ( ) ( ) ( )

( )

( ) ( )

( )

( ) ( ) ( ) ( )

( )

2 2

1 1 2 2 1 2 1 3 1

3 1

0 1 0

1 2 2 1 2 3 2 1 3

3 3

0

1 2 4 1 2 4 6 3 2 1 3 2

3 3

0

1 1 6 4 1 3 2 1 1

3 3 3 3

0

6 3

1 4

3 3

1 1 1 1

1 3 3 3 3 1

1 1 1 1 1 1 1

2

x x

x x y dydx x y y x dx

x x x x x x dx

x x x x x x x x x x dx

x x x x x dx

x x x

 

+ =  + 

   

=  − + −  − − + − 

   

=  − + − + −  − − + − + − 

= − + − + + − − + − + + − + +

= − − +

  

( )

1 2 2

0 − +x 3 dx

La deuxième intégrale donne

( )

[ ]

1 1 6 4 3 2 2 1 7 1 4 2 3 1 2 2 1

3 3 3 21 3 3 2 3 0

0

1 1 2 1 2

21 3 3 2 3

19 42

2

0

x x x x dxx x x x x

− − + − + = − − + − + 

= − − + − + −

=

1.6

La première intégrale donne

(4)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 4

( ) [ ]

( )

( )

/ 4 cos 3 / 4 1 4 cos

4 0

0 0 0

/ 4 1 4 cos

4 0

0

/ 4 1 4

0 4

/4 4

1 4 0

sin sin

sin

cos sin 0

cos sin

y y

y

x ydxdy x y dy

x y dy

y y dy

y ydy

π π

π

π

π

 

=  

 

=  

 

=  −

=

  

Pour faire la deuxième intégrale, on pose

cos sin

u y

du ydy

=

= −

La 2e intégrale est donc

( )

( )

/ 4 4 2 /2 4

1 1

4 0 4 1

2 / 2 1 1 5

4 5 1

2 5

1 1 1

4 5 2 5

1 4 2 20 640

2 1 20 160

cos sin

0, 04116

y ydy u du

u

π = −

 

= −  

  

= −  −  

= −

= − ≈

 

1.7

La première intégrale donne

[ ]

1 1

2 2

0 0 0

0 1

0 2 1

2 0

1

1 1

0 1 1

x

x y

dydx dx

x x

x dx

x x dx x

 

=  

+  + 

  

=  − 

 + 

 

=

+

  

Pour faire la deuxième intégrale, on pose

2 1

2

u x du x

= +

=

(5)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 5 La 2e intégrale est donc

1 2

2

0 1

2 1/2 1

1/2 2 1

2 1

1 1

1 2 1 2 1 2

2 1

x dx du

x u

u du u

= +

=

 

=  

 

= −

 

1.8

La première intégrale donne

[ ]

[ ] [ ]

( )

1 1

2 0

0 0 0

1 0 1 0

1 arsinh

1

arsinh 0 arsinh

y y

dxdy x dy

x

y dy

ydy

= +

= −

=

  

La 2e intégrale est

( ) ( )

1 1

2

0 0

2 2

arsinh arsinh 1

1arsinh 1 1 1 0 0 1 arsinh 1 2 1

0, 46716

ydy=y yy + 

   

= − +  − − + 

= − +

1.9

La première intégrale donne

( ) [ ]

( )

1 1

2 3 91 2 4

2 0

0 0 0 0 0

1 91 2 4

0 0 2

1 91 5 6

0 0 2

182

0

x xy x xy

x

x

xy z dzdydx xy z dycx

xy xy dydx

x y dydx

 

=  

 

=  −

=

    

 

 

La 2e intégrale est

(6)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 6

( [ ] )

1 1

5 6 5 7

91 13

2 2 0

0 0 0

1 13 5 7 0 2

113 12 0 2

0

x x

x y dydx x y dx

x x dx

x dx

 

=

 

 

=

 

=

  

La 3e intégrale est

113 12 1 13 1

2 2 0

0

1 2 1 2

0 x dx= x 

= =

=

1.10

La première intégrale donne

( )

( )

( )

2 2

2

2

1 2 1 2

2

0 0 0 0

1 2

2 2 2 2

0 0

1 2 2

0 0

4 2 2 2

2 2 2 2

z z z z

y y

z

z

x y z dxdydz x xy xz dydz

z zy z y y yz dydz

z yz dydz

 

− − =  − − 

   

=  − −  − − − 

= −

    

 

 

La 2e intégrale est

( )

( ) [ ]

( )

( )

2 2

1 2 2 1 2 1 2 2

2 0

0 0 0

1 2 2 1 2 2

0 2

1 4 5

0

2 2 0

2 2

z z

z yz dydz z y y z dz

z z z z dz

z z dz

 

− =  − 

 

=  − −

= −

  

La 3e intégrale est

( )

[ ]

1 4 5 2 5 2 6 1

5 6 0

0

5 6

2 2

5 6

2 1

5 3

1 15

2 2

1 1 0

zz dz= zz 

 

= − −

= −

=

(7)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 7

2.1

On va intégrer en y en premier.

En y, on va de

y x y = à = − 2 x

2. En x, on va de 0 à 1.

On a donc

( ) ( )

1 2 2

0 x

xy dA= x xy dydx

  

La première intégrale est

( )

( ) ( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

2 2

1 2 1 1 2 2

0 0 2

1 2 1 2 2 2 1 2

2 2

0

1 3 1 2 4 1 2

2 2

0

1 1 4 3 1 2

2 2

0

1 1 4 3 3 2

2 2

0

2 2

2 4 4

2 2 2

2 2

x x

x

x x y dydx xy y dx

x x x x x dx

x x x x x dx

x x x x dx

x x x x dx

 

− =  − 

   

=  − − − − − 

   

=  − − − + − 

= − − + − + −

= − − + + −

  

La deuxième intégrale est

( )

[ ]

1 1 4 3 3 2 1 5 1 4 1 3 2 1

2 2 10 4 2 0

0

1 1 1

10 4 2

17 20

2 2 2

1 2 0

x x x x dxx x x x x

− − + + − = − − + + − 

= − − + + − −

= −

On pourrait aussi intégrer en x en premier, mais ce serait plus long, car il faudrait séparer la région d’intégration en deux.

( x y dA ) =

0 01 y

( x y dxdy ) +

12 02y

( x y dxdy )

    

2.2

Première possibilité : on va intégrer en y en premier.

(8)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 8 En y, on va de 0 à y=2−x.

En x, on va de 0 à 2.

On a donc

( )

2 2

( )

0 0

x y dA + =

x

x + y dydx

  

La première intégrale est

( )

( ) ( ) [ ]

( )

( )

( )

( )

2 2 2 1 2 2

2 0

0 0 0

2 1 2

0 2

2 2 1 2

0 2

2 1 2

0 2

2 2 0

2 4 4

2

x x

x y dydx xy y dx

x x x dx

x x x x dx

x dx

 

+ =  + 

 

=  − + − −

= − + − +

= − +

  

La deuxième intégrale est

( )

[ ]

2 1 2 1 3 2

2 6 0

0

1 3 6 8 3

2 2

2 2 2 0

x dxx x

− + = − + 

 

= − + ⋅ −

=

Deuxième possibilité : on va intégrer en x en premier En x, on va de 0 à x=2−y.

En y, on va de 0 à 2.

On a donc

( )

2 2

( )

0 0

x y dA + =

y

x y dxdy +

  

La première intégrale est

(9)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 9

( )

( ) ( ) [ ]

( )

( )

( )

( )

2 2 2 1 2 2

2 0

0 0 0

2 1 2

0 2

2 1 2 2

0 2

2 1 2

0 2

2 2 0

4 4 2

2

y y

x y dxdy x xy dy

y y y dy

y y y y dy

y dy

 

+ =  + 

 

= + − + − −

= − + + −

= − +

  

La deuxième intégrale est

( )

[ ]

2 2

2 3

1 1

2 6 0

0

1 3 6 8 3

2 2

2 2 2 0

y dyy x

− + = − + 

 

= − + ⋅ −

=

2.3

On va intégrer en y en premier.

En y, on va de

y x =

3

à y = − 2 x

. En x, on va de 0 à 1.

On a donc

3

1 2 0

x

xdA =

x

xdydx

  

La première intégrale est

[ ]

( )

( )

( )

3 3

1 2 1 2

0 0

1 3

0

1 2 4

0

2 2

x x

x

xdydx xy

x

dx

x x x x dx

x x x dx

=

 

=



 

− ⋅

= − −

  

La deuxième intégrale est

(10)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 10

( )

[ ]

1 2 4 2 1 3 1 5 1

3 5 0

0

1 1

3 5

7 15

2

1 0

xxx dx=xxx 

= − − −

=

On pourrait aussi intégrer en x en premier, mais ce serait plus long, car il faudrait séparer la région d’intégration en deux.

1 3 2 2

0 0 1 0

y y

xdA = xdxdy +

xdxdy

    

2.4

Première possibilité : on va intégrer en y en premier.

En y, on va dey= −2 x à y= 4−x2 . En x, on va de 0 à 2.

On a donc

2 4 2

2 2

0 2 x

x ydA x x ydydx

=

  

La première intégrale est

( ) ( )

( )

( ) ( )

( )

( )

( )

2 2

2 4 2 2 1 2 2 4

2 2

0 2 0

2 1 2 2 1 2 2

2 2

0

2 1 2 2 1 2 2

2 2

0

2 2 1 4 2 3 1 4

2 2

0

2 4 3

0

4 2

4 4 4

2 2 2

2

x x

x

x x ydydx x y dx

x x x x dx

x x x x x dx

x x x x x dx

x x dx

 

=  

 

 

=  −  − − 

   

=  −  − − + 

   

=  −  − − + 

= − +

  

La deuxième intégrale est

( )

[ ]

2 4 3 1 5 1 4 2

5 2 0

0

5 4

1 1

5 2

8 5

2

2 2 0

x x dxx x

− + = − + 

 

= − + −

=

(11)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 11 Deuxième possibilité : on va intégrer en x en premier

En x, on va dex= −2 y à x= 4−y2 . En y, on va de 0 à 2.

On a donc

2 4 2

2 2

0 2 y

x ydA

y

x ydxdy

=

  

La première intégrale mène à

( ) ( )

( )

2 2

2 4 2 4

2 1 3

3 2

0 2 0

2 1 2 3/2 1 3

3 3

0 4 2

y y

y

y x ydxdy x y dy

y y y dy

 

=  

   

=  −  − − 

  

Déjà, on voit que les intégrales sont plus difficiles à faire. Ce n’est donc pas la meilleure solution.

2.5

On va intégrer en x en premier.

En x, on va de

x y x = à − −

π2

y

. En y, on va de 0 à π/4.

On a donc

( )

04 2

( )

sin ysin

x y dA y x y dxdy

π π

+ = +

  

La première intégrale est

(12)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 12

( ) ( )

( ) ( )

( )

( ) ( )

( )

( )

4 2 4 2

4

4

4

0 0

0 2

0 2

0

sin cos

cos cos

cos cos 2 cos 2

y y

y x y dxdy x y y dy

y y y y dy

y dy y dy

π π π π

π

π

π

π

π

+ = − + 

 

= − − + − − + 

= − +

=

  

La deuxième intégrale est

( ) ( )

( ) [ ]

4 1 4

2 0

0

1

2 4

1 2

cos 2 sin 2

sin 2 0

y dy y

π π

π

= 

 

= −

=

On pourrait aussi intégrer en y en premier, mais ce serait plus long, car il faudrait séparer la région d’intégration en deux.

( )

4

( )

2 2

( )

0 0 4 0

sin x y dA xsin x y dydx xsin x y dydx

π π π

π

+ = + + +

    

2.6

On va intégrer en y en premier.

En y, on va de

y = 2 à x y = − 3 x

2.

Pour trouver les bornes en x, il faut trouver les points de croisement de ces fonctions. Aux croisements, on a

2x= −3 x2

Cette équation nous donne

( )( )

2 2 3 0

3 1 0

x x

x x

+ − =

+ − =

Les points de croisement sont donc -3 et 1. Ainsi, on va de -3 à 1 en x On a donc

(13)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 13

1 3 2

3 2 x

ydA x ydydx

=

  

La première intégrale est

( ) ( )

( )

( )

( )

( )

2 2

1 3 1 1 2 3

2 2

3 2 3

1 1 2 2 1 2

2 2

3

1 1 2 4 2

3 2

1 1 4 2 9

2 2

3

3 2

9 6 2

5

x x

x

x ydydx y dx

x x dx

x x x dx

x x dx

 

=  

   

=  −  − 

   

=  − + − 

= − +

  

La deuxième intégrale est

( )

( ) ( ) ( )

1 1 4 2 9 1 5 5 3 9 1

2 2 10 3 2 3

3

5 3

5 9 5 9

1 1

10 3 2 10 3 2

243 27

44

15 10 2

36 44

15 5

64 15

5

3 3 3

45

x x dx x x x

 

− + = − + 

 

= − +  − − − − + − 

=    − − + − 

=      −

= −

On pourrait aussi intégrer en x en premier, mais ce serait plus long, car il faudrait séparer la région d’intégration en deux.

2 2 3 3

6 3 2 3

y y

y y

ydA ydydx ydydx

= +

    

(En plus, les intégrales sont nettement moins faciles dans ce cas.)

2.7

Première possibilité : on va intégrer en y en premier.

(14)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 14 En y, on va de 0 à

y = x

2.

En x, on va de 0 à 1.

On a donc

( )

1 2

( )

0 0

sin x sin

x y dA= x y dydx

  

La première intégrale est

( ) ( )

( ) [ ]

( )

( ( ) )

2 2

1 1

0 0 0 0

1 2

0

1 2

0

sin cos

cos cos

x x

x y dydx x y dx

x x x dx

x x x dx

= − 

 

= − − −

= −

  

La deuxième intégrale est

( ( ) ) ( )

( )

[ ]

1 1 1

2 2

0 0 0

1 1

1

0 2 0

1 1

1 2 1

2 0 2 0

1 1

2 2

cos cos

cos sin sin1 0, 07926

x x x dx xdx x x dx

xdx u du

x u

− = −

= −

 

=  −

= −

  

 

Deuxième possibilité : on va intégrer en x en premier En x, on va de

x = y

à

x =

1.

En y, on va de 0 à 1.

On a donc

1 1

sin 0 sin

x ydA= yx dxdy

  

La première intégrale est

(15)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 15

[ ] [ ]

( )

( )

1 1 1 1 2 1

0 0 2

1 1 1

2 2

0

1 1 1

2 2

0

sin sin

sin sin

sin sin

yx ydxdy x y ydy

y y y dy

y y y dy

 

=  

= −

= −

  

La deuxième intégrale est

( ) ( )

( ) ( )

[ ] [ ]

1 1

1 1 1 1

2 2 2 2 0

0

1 1 1 1

2 2 2 2

1 1

2 2

1 1

2 2

sin sin cos sin cos

cos1 sin1 cos1 cos 0 sin 0 0cos 0 sin1

sin1

yy y dy = −



yyy y



= −



− −

  

− − − −



= − − −

= −

2.8

Première possibilité : on va intégrer en y en premier.

En y, on va de

y = x

à 1.

En x, on va de 0 à 1.

On a donc

1 1 0

x x

e dA =

x

e dydx

  

La première intégrale est

( )

( )

1 1 1 1

0 0

1 0 1 0

x x

x x

x x

x x

e dydx ye dx

e xe dx

e xe dx

 

=

 

   

=

  

= −

  

La deuxième intégrale est

(16)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 16

( ) ( )

( ) ( )

( )

1 1

0 0

1 1 0 0

1

1

1 1 0 1

1 1 0 1 2

0, 71828

x x x x

e xe dx e e x

e e e e

e e

 

− = − − 

   

= − −  − − − 

=  − − − 

= −

Deuxième possibilité : on va intégrer en x en premier En x, on va de 0 à

x = y

.

En y, on va de 0 à 1.

On a donc

1 0 0

x y x

e dA = e dxdy

  

La première intégrale est

( )

( )

1 1

0 0 0 0

1 0

0 1

0 1

y x x y

y

y

e dxdy e dy e e dy

e dy

=

  

= −

= −

  

La deuxième intégrale est

( )

[ ] [ ]

1 1

0 0

1 0

1

1 0

1 1 2

y y

e dy e y

e e

e e

 

− = − 

   

= −  − − 

= − −

= −

(On constate que c’était un peu plus facile en intégrant en x en premier.)

2.9

On va intégrer en x en premier.

En x, on va de x = y−1 à x = y.

(17)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 17 En y, on va de 1 à 2.

On a donc

( )

2

( )

1 1

y y

x y dA x y dxdy

+ = +

  

La première intégrale est

( )

( ) ( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

2 2

1 2

2 1

1 1 1

2 1 2 1 2

2 2

1

2 1 2 2 1 2 2

2 2

1

2 1 2 2 1 2 1 2

2 2 2

1

2 1

1 2

2 1

1 2

1 1

2 1

2

y y

y x y dxdy x xy y dy

y yy y y y dy

y y y y y y dy

y y y y y y dy

y y dy y dy

 

+ =  + 

 

 

=  +  − − + − 

 

 

=  +  − − + + − 

   

=  +  − − + + − 

= − − + −

= −

  

La deuxième intégrale est

( )

[ ]

2 1 2 1 2

2 2 1

1

2 1 1

2 2

1 2 5 2

2

2 2 1

3

ydy=yy

 

= − − −

= −

=

On pourrait aussi intégrer en y en premier, mais ce serait plus long, car il faudrait séparer la région d’intégration en deux.

( )

1 1

( )

2 2

( )

0 1 1

x

x y dA + =

+

x y dydx + +

x

x y dydx +

    

2.10

On va intégrer en y en premier. (Ici, peu importe l’ordre d’intégration, il faut séparer la région d’intégration en 2)

Partie de gauche

(18)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 18 En y, on va de 0 à 1 – x².

En x, on va de -1 à 0.

Partie de droite

En y, on va de x - 1 à 0.

En x, on va de 0 à 1.

On a donc

( )

0 1 2

( )

1 0

( )

1 0 0 1

12 3 x 12 3 12 3

x

x dA x dydx x dydx

− = − + −

    

Les intégrales en y donnent

( ) [ ] [ ]

( ) ( ) [ ]

( ) ( [ ] ( ) ( ) )

( ) ( )

( ) ( )

0 1 2 1 0

0 1

1 0

0

0 1

2 2

1 0 1

0 3 2 1 2

1 0

0 1

3 2 2

1 0

12 3 12 3 12 3

12 1 3 1 0 0 12 1 3 1

12 12 3 3 12 12 3 3

12 12 3 3 12 15 3

x

x

x

x dA xy y dx xy y dx

x x x dx x x x dx

x x x dx x x x dx

x x x dx x x dx

− = − + −

 

=  − − − − + − − − − 

= − − + − − − +

= − − + − − +

  

 

 

 

Les intégrales en x donnent

( ) ( ) ( )

[ ] [ ]

( ) ( [ ] )

0 1

3 2 2

1 0

0 1

2 4 3 3 15 2

1 2 0

15 2 1

2 9 2

12 3 12 12 3 3 12 15 3

6 3 3 4 3

0 6 3 3 1 4 3 0

5

x dA x x x dx x x dx

x x x x x x x

− = − − + − − +

   

= − − +  − − + 

= − − + − −  − + −

= − − −

= −

  

On pourrait aussi intégrer en x en premier.

Partie du bas

(19)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 19 En x, on va de 0 à y + 1.

En y, on va de -1 à 0.

Partie du haut

En x, on va de

1

y

à 0.

En y, on va de 0 à 1.

On a donc

(

12x3

)

dA= 01 0y+1

(

12x3

)

dxdy+ 01 01y

(

12x3

)

dxdy

    

Les intégrales en x donnent

( )

( ) ( ) [ ]

( ) ( [ ] ( ) )

( ) ( )

( ) ( )

0 2 1 1 2 0

0 1

1 0

0 2 1

1 0

0 1

2

1 0

0 1

2

1 0

12 3 6 3 6 3

6 1 3 1 0 0 6 1 3 1

6 12 6 3 3 6 6 3 1

6 9 3 6 6 3 1

y

x dA x x dy x x ydy

y y dy y y dy

y y y dy y y dy

y y dy y y dy

+

   

− =  −  +  − 

   

=  + − + − + − − + − 

= + + − − − − + −

= + + − − + −

  

 

 

 

Les intégrales en y donnent

( ) ( )

( [ ] ) ( [ ] [ ] )

3 1

3 9 2 0 2 2

2 1

0 9

2 1

2 9 2

12 3 2 3 6 3 2 1

0 2 3 6 3 2

5

x dA y y y y y y

 

 

− = + +  − − − − 

= − − + −  − − − −

= −

= −



2.11

On va intégrer en x en premier (les équations des limites de la zone d’intégration suggèrent fortement que c’est ce qu’il faut faire. (Ici, peu importe l’ordre

d’intégration, il faut séparer la région d’intégration en 2.)

(20)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 20 Partie de gauche

En x, on va de y² - 1 à 0.

En y, on va de -1 à 1.

Partie de droite

En x, on va de 0 à 2 – y².

En y, on va de - 2 à 2 .

On a donc

(

6y2+10yx4

)

dA= 11 y021

(

6y2+10yx4

)

dxdy+ 22 02y2

(

6y2+10yx4

)

dxdy

    

Les intégrales en x donnent

( )

[ ] ( ) ( )

( ) ( ( ) ( ) [ ] )

( ) ( ) ( ( ) ( ) )

2

2

1 0 2 2

2 4 2 5 2 5

1 0

1 2

1 2 2 2 5 2 2 2 2 5

1 2

1 2 2 2 5 2 2 2 2 5

1 2

6 10 6 2 6 2

0 6 1 2 1 6 2 2 2 0

6 1 2 1 6 2 2 2

y

y yx dA y x yx y dy y x yx dy

y y y y dy y y y y dy

y y y y dy y y y y dy

   

+ =  +  +  + 

   

= − − + −  +  − + − −

 

= −  − + −  + − + −

  

 

 

On va faire les intégrales en y une à la fois. La première donne

( ) ( ) ( )

( )

( ) ( )

1 2 2 2 5 1 4 2 2 5

1 1

1 1 5

4 2 2

1 1

1 4 2 0 5

1 0

5 3 1

6

5 1

6 6

5 5

12 5 8 5

6 1 2 1 6 6 2 1

6 6 2 1

6 6

2 0

2 2

4

y y y y dy y y y y dy

y y dy y y dy

y y dy u du

y y

   

−  − + −  = −  − + − 

 

= −  −  + −

 

= −  −  +

 

= − −  +

= − − + − +

= − +

=

 

 

 

On va faire les intégrales en y une à la fois. La deuxième donne

(21)

Version 2021 5-Les intégrales multiples 21

( ) ( )

( ) ( ( ) )

( ) ( )

( )

( )

2 2 2 2 5 2 2 4 2 5

2 2

2 2 4 2 2 5

2 2

2 0

2 4 5

2 0

3 6 5 2

5 2

3/2 6 5/2 3/2 6 5/2

5 5

3/2 12 5/2 5

12 5 32

5

6 2 2 2 12 6 2 2

12 6 2 2

12 6

4

4 2 2 4 2 2

8 2 2

2 8 2 4 2

y y y y dy y y y y dy

y y dy y y dy

y y dy u du

y y

− + − = − + −

= − + −

= − −

 

= − 

   

= ⋅ − ⋅  − − ⋅ + ⋅ 

= ⋅ − ⋅

= ⋅ − ⋅

=

 

 

 

On a donc

(

6y2+10yx4

)

dA= +85 325 2



On peut aussi intégrer en x en premier.

Partie de gauche

En y, on va de

− + x 1

à

x + 1

. En x, on va de -1 à 0.

Partie de droite

En y, on va de

− 2 − x

à

2 − x

. En x, on va de 0 à 2.

On a donc

(

6y2+10yx4

)

dA= 01 xx++11

(

6y2+10yx4

)

dydx+ 02 22xx

(

6y2+10yx4

)

dydx

    

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