1. **Énoncé du problème** : On considère la fonction définie sur l'intervalle $I = ]-1;0[$ par
$$g(x) = \frac{1}{x(1+x)^2}.$$
On cherche à exprimer $g(x)$ sous forme de fractions partielles :
$$\frac{a}{x} + \frac{b}{1+x} + \frac{c}{(1+x)^2} = \frac{\ldots}{x(1+x)^2}.$$
2. **Compléter l'expression** :
Pour tout $x \in I$, on a
$$\frac{a}{x} + \frac{b}{1+x} + \frac{c}{(1+x)^2} = \frac{a(1+x)^2 + bx(1+x) + cx}{x(1+x)^2}.$$
3. **Déterminer $a$, $b$, $c$** :
On veut que
$$\frac{1}{x(1+x)^2} = \frac{a(1+x)^2 + bx(1+x) + cx}{x(1+x)^2}.$$
Donc,
$$1 = a(1+x)^2 + bx(1+x) + cx.$$
Développons :
$$a(1 + 2x + x^2) + b x (1+x) + c x = a + 2ax + a x^2 + b x + b x^2 + c x.$$
Regroupons par puissances de $x$ :
$$1 = a + x(2a + b + c) + x^2 (a + b).$$
Cette égalité doit être vraie pour tout $x$, donc les coefficients doivent être égaux :
\begin{cases}
a = 1 \\
2a + b + c = 0 \\
a + b = 0
\end{cases}
Substituons $a=1$ dans les deux dernières équations :
\begin{cases}
2(1) + b + c = 0 \\ 1 + b = 0
\end{cases}
Donc,
$$b = -1,$$
$$2 + (-1) + c = 0 \Rightarrow 1 + c = 0 \Rightarrow c = -1.$$
4. **Conclusion sur les coefficients** :
$$a=1, \quad b=-1, \quad c=-1.$$
5. **Trouver les primitives de $g$ sur $]-1;0[$** :
On a
$$g(x) = \frac{1}{x} - \frac{1}{1+x} - \frac{1}{(1+x)^2}.$$
Les primitives sont donc
$$\int g(x) \, dx = \int \frac{1}{x} \, dx - \int \frac{1}{1+x} \, dx - \int \frac{1}{(1+x)^2} \, dx.$$
Calculons chaque intégrale :
- $$\int \frac{1}{x} \, dx = \ln|x| + C_1,$$
- $$\int \frac{1}{1+x} \, dx = \ln|1+x| + C_2,$$
- $$\int \frac{1}{(1+x)^2} \, dx = \int (1+x)^{-2} \, dx = -\frac{1}{1+x} + C_3.$$
Donc,
$$\int g(x) \, dx = \ln|x| - \ln|1+x| + \frac{1}{1+x} + C,$$
avec $C$ une constante d'intégration.
**Réponse finale :**
$$\boxed{\int g(x) \, dx = \ln|x| - \ln|1+x| + \frac{1}{1+x} + C}.$$
Fractions Partielles 581Db0
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