Calculer l’intégrale définie :
Pour démarrer, on peut constater valider la parité de la
fonction et, surtout, faire une remarque sur les carrés
des deux termes apparaissant à sont dénominateur. Un changement de variable en
découle …
On montre facilement que la fonction est définie sur l’intervalle fermée
.
Notons cette fonction f.
L’intervalle est symétrique et on a :
.
La fonction f est donc paire et il vient immédiatement :
On a par ailleurs : .
On en tire immédiatement : .
On peut alors effectuer le changement de variable bijectif
de dans
tel que
,
c’est à dire :
.
Il vient alors :
et
L’intégrale I se récrit alors :
Le dénominateur se simplifie comme suit :
Pour ce qui est du numérateur, on a :
On a alors :
L’avant dernière ligne a été obtenue en effectuant le changement
de variable : .
On a immédiatement :
Calculons maintenant : .
On note immédiatement que est invariant par le changement de variable
.
On peut donc poser :
qui donne :
.
On a alors : et :
Or : ,
d’où :
Finalement :