Integrale Nature 0E1E70
1. **Énoncé du problème :** Déterminer la nature de l'intégrale impropre $$\int_5^{+\infty} \frac{dx}{x^3 \sqrt{x}}$$.
2. **Formule et règles importantes :**
L'intégrale est de la forme $$\int_a^{+\infty} f(x) dx$$.
Pour étudier la convergence, on analyse le comportement de $$f(x)$$ quand $$x \to +\infty$$.
3. **Travail intermédiaire :**
On simplifie l'expression sous l'intégrale :
$$\frac{1}{x^3 \sqrt{x}} = \frac{1}{x^{3 + \frac{1}{2}}} = \frac{1}{x^{\frac{7}{2}}}$$.
4. **Étude de convergence :**
L'intégrale devient
$$\int_5^{+\infty} x^{-\frac{7}{2}} dx$$.
On sait que $$\int_a^{+\infty} x^{-p} dx$$ converge si et seulement si $$p > 1$$.
Ici, $$p = \frac{7}{2} = 3.5 > 1$$ donc l'intégrale converge.
5. **Calcul de l'intégrale :**
$$\int_5^{+\infty} x^{-\frac{7}{2}} dx = \lim_{b \to +\infty} \int_5^b x^{-\frac{7}{2}} dx$$
On calcule la primitive :
$$\int x^{-\frac{7}{2}} dx = \frac{x^{-\frac{7}{2} + 1}}{-\frac{7}{2} + 1} + C = \frac{x^{-\frac{5}{2}}}{-\frac{5}{2}} + C = -\frac{2}{5} x^{-\frac{5}{2}} + C$$
Donc :
$$\lim_{b \to +\infty} \left[-\frac{2}{5} x^{-\frac{5}{2}} \right]_5^b = \lim_{b \to +\infty} \left(-\frac{2}{5} b^{-\frac{5}{2}} + \frac{2}{5} 5^{-\frac{5}{2}} \right) = 0 + \frac{2}{5} 5^{-\frac{5}{2}}$$
6. **Conclusion :**
L'intégrale converge et sa valeur est
$$\frac{2}{5} \times 5^{-\frac{5}{2}} = \frac{2}{5 \times 5^{\frac{5}{2}}} = \frac{2}{5^{\frac{7}{2}}}$$.
---
**Résumé :**
L'intégrale $$\int_5^{+\infty} \frac{dx}{x^3 \sqrt{x}}$$ converge et vaut $$\frac{2}{5^{\frac{7}{2}}}$$.