Primitive și integrale

Funcția integrală F(x) = ∫ₐˣ f(t) dt și limite cu integrale

Teorema de existență a primitivelor unei funcții continue, derivata unei integrale cu limita superioară variabilă (și cu limite u(x), v(x)), primitiva cu o condiție dată, monotonia funcției integrale și limitele calculate cu regula lui l'Hôpital.

  • 24 min
  • La BAC: Subiectul al III-lea (2)
  • Verificat pe bareme
Ilustrație: Funcția integrală F(x) = ∫ₐˣ f(t) dt și limite cu integrale
Ilustrație generată pentru ZECE (artistică, nu o planșă științifică: pentru detalii exacte vezi schemele din lecție).

ții minte doar fișa asta și ești acoperit

Fișa de aur

  1. 01

    Pentru f continuă, F(x) = ∫ₐˣ f(t) dt este derivabilă și F′(x) = f(x); în plus F(a) = 0.

    Truc: Derivata „înghite” integrala: rămâne f, evaluată în capătul de sus.

  2. 02

    Cu limite variabile: (∫ de la u(x) la v(x) f(t) dt)′ = f(v(x))·v′(x) − f(u(x))·u′(x).

  3. 03

    Primitiva care se anulează în a este ∫ₐˣ f(t) dt: o calculezi cu Leibniz–Newton.

  4. 04

    Limitele de tipul (∫₀ˣ f(t) dt)/xⁿ, când x → 0, se fac cu l'Hôpital: derivata numărătorului este f(x).

  5. 05

    Monotonia lui F se citește din semnul lui f, fără a calcula integrala.

1 din 7

Pe scurt

2 minesențialul, de recitit oricând

Culorile din lecție:termenidee-cheie

  • Teorema de existență a primitivelor: dacă este continuă pe intervalul și , atunci este o primitivă a lui , cu .
  • .
  • Primitiva lui care se anulează în este .
  • Limitele de tip cu integrale: regula lui l'Hôpital, derivând integrala cu formula de mai sus.

Teorema de existență a primitivelor

3 min

Teoremă. Fie continuă pe intervalul și . Funcția

este derivabilă pe , pentru orice , și . Așadar orice funcție continuă pe un interval admite primitive.

Idee: din teorema de medie, cu între și ; când , (continuitate).

Aria care crește odată cu x

f(x)
Pentru f(t) = arctg t, aria colorată este F(x), integrala de la 0 la x. Când x crește cu puțin, aria crește cu o fâșie de înălțime f(x): de aici F′(x) = f(x).

Cu limite funcții de . Dacă este continuă, iar sunt derivabile, cu valori în , atunci, din :

Primitiva cu o condiție dată

2 min

BAC august 2021, varianta 4, III.2.c (prima parte)

Funcția (aceeași ca la a și b) și , primitiva lui cu :

(S-a folosit faptul că derivata lui este împărțit la .) Barem oficial: această scriere 2p; restul punctului c) este integrarea prin părți (lecția dedicată).

Derivate și monotonie pentru funcții integrale

3 min o întrebare la final

Exercițiu de tip BAC: derivata și monotonia

a) , . Cu :

pe și pe , deci are minim în , unde .

b) , . , cu semnul lui : este crescătoare pe și pe , descrescătoare pe .

Unde e descrescătoare F(x) = ∫₀ˣ (t² − 1)·e^(−t²) dt?

Limite cu integrale

9 min 2 întrebări la final

Când numărătorul este o integrală care tinde la 0 (sau la ), se aplică regula lui l'Hôpital; derivata integralei se scrie cu formula de mai sus.

Exercițiu de tip BAC: limite de tip 0/0

a) Pentru , și :

b) Cu limita superioară :

BAC 2023, sesiunea iunie-iulie, varianta 1, III.2.c

. Demonstrați că .

Numărătorul și numitorul tind la 0, iar este continuă; cu regula lui l'Hôpital:

Barem oficial: derivarea numărătorului și a numitorului 2p; calculul limitei 3p.

BAC 2026, sesiunea iunie-iulie, varianta 3, III.2.c

pe , primitiva lui cu . Arătați că .

Ambele părți ale fracției tind la 0. Aplicăm regula lui l'Hôpital, cu :

(Fracția are sens: pe și pe , iar , deci pentru . La ultimul pas, .) Barem oficial: l'Hôpital 3p; limita 2p.

Exercițiu de tip BAC: limită de tip ∞/∞

Pentru , , deci când . Cu l'Hôpital:

Cât este limita, când x → 0, din (1/x³)·∫₀ˣ t²·eᵗ dt?

Ce valoare are F(a) pentru F(x) = ∫ₐˣ f(t) dt?

Ce se cere la BAC

4 mincum apare la examen

  • August 2021, III.2.c: primitiva cu se scrie , apoi se calculează .
  • Limita cu integrală este cel mai frecvent punct c) de la III.2 în 2023–2026: model 2023 (, ), iunie 2023 (1), specială 2023 (), august 2024 (), august 2025 (1, cu l'Hôpital de două ori), model 2026 (0, cu primitiva , ), iunie 2026 (). Baremul dă de regulă 2p–3p pe aplicarea regulii lui l'Hôpital (derivata integralei scrisă) și restul pe calculul limitei.
  • Cerințe tipice: „Arătați că funcția este crescătoare”, „Calculați limita în 0 a lui ”, „Determinați primitiva care trece prin punctul…”.

Greșeli care costă puncte

1 mincapcanele de evitat

  • Derivata scrisă în în loc de .
  • Factorul uitat când limita superioară este , etc.
  • L'Hôpital fără verificarea nedeterminării sau fără continuitatea lui .
  • Constanta greșită la primitiva cu condiție: verifici la final .

Termeni-cheie

Funcția integrală
Pentru f continuă pe intervalul I și a ∈ I: F(x) = ∫ₐˣ f(t) dt, x ∈ I.
Teorema de existență a primitivelor
Dacă f este continuă pe I, atunci F(x) = ∫ₐˣ f(t) dt este derivabilă, F′ = f și F(a) = 0: F este primitiva lui f care se anulează în a.
Derivata cu limite variabile
Pentru f continuă și u, v derivabile: (∫ de la u(x) la v(x) din f(t) dt)′ = f(v(x))·v′(x) − f(u(x))·u′(x).
Primitiva cu G(a) = 0
Este unică pe un interval și se scrie G(x) = ∫ₐˣ f(t) dt.
Limită de tip 0/0 cu integrală
Pentru f continuă, lim când x → 0 din (1/x)·∫₀ˣ f(t) dt este f(0) (regula lui l'Hôpital).
Variabila de integrare
În ∫ₐˣ f(t) dt, t este variabila „mută”, iar x este capătul; rezultatul depinde doar de x.

Notițele mele

Salvat local

Surse