1. **Énoncé du problème :**
Calculer $I_1 = \int_0^1 x \sqrt[3]{1 - x} \, dx$ en utilisant une intégration par parties, puis montrer que $I_1 = \frac{3}{7} I_0$ où $I_0 = \int_0^1 \sqrt[3]{1 - x} \, dx$.
2. **Rappel de la formule d'intégration par parties :**
$$\int u \, dv = uv - \int v \, du$$
Cette formule permet de transformer une intégrale en une autre plus simple à calculer.
3. **Choix des fonctions :**
Posons
$$u = x \quad \Rightarrow \quad du = dx$$
$$dv = \sqrt[3]{1 - x} \, dx = (1 - x)^{\frac{1}{3}} dx$$
Nous devons calculer $v = \int dv = \int (1 - x)^{\frac{1}{3}} dx$.
4. **Calcul de $v$ :**
Posons $t = 1 - x$, alors $dt = -dx$, donc
$$v = \int (1 - x)^{\frac{1}{3}} dx = - \int t^{\frac{1}{3}} dt = - \frac{t^{\frac{4}{3}}}{\frac{4}{3}} + C = - \frac{3}{4} (1 - x)^{\frac{4}{3}} + C$$
5. **Application de l'intégration par parties :**
$$I_1 = \int_0^1 x (1 - x)^{\frac{1}{3}} dx = \left[ x \cdot \left(- \frac{3}{4} (1 - x)^{\frac{4}{3}} \right) \right]_0^1 - \int_0^1 \left(- \frac{3}{4} (1 - x)^{\frac{4}{3}} \right) dx$$
6. **Calcul de la première partie :**
$$\left[ - \frac{3}{4} x (1 - x)^{\frac{4}{3}} \right]_0^1 = - \frac{3}{4} \cdot 1 \cdot (1 - 1)^{\frac{4}{3}} + \frac{3}{4} \cdot 0 \cdot (1 - 0)^{\frac{4}{3}} = 0$$
7. **Simplification de l'intégrale restante :**
$$I_1 = 0 + \frac{3}{4} \int_0^1 (1 - x)^{\frac{4}{3}} dx$$
8. **Calcul de l'intégrale :**
Posons $s = 1 - x$, $ds = -dx$, donc
$$\int_0^1 (1 - x)^{\frac{4}{3}} dx = \int_1^0 s^{\frac{4}{3}} (-ds) = \int_0^1 s^{\frac{4}{3}} ds = \left[ \frac{s^{\frac{7}{3}}}{\frac{7}{3}} \right]_0^1 = \frac{3}{7}$$
9. **Conclusion :**
$$I_1 = \frac{3}{4} \times \frac{3}{7} = \frac{9}{28}$$
10. **Lien avec $I_0$ :**
Rappelons que
$$I_0 = \int_0^1 (1 - x)^{\frac{1}{3}} dx = \left[ - \frac{3}{4} (1 - x)^{\frac{4}{3}} \right]_0^1 = \frac{3}{4}$$
Donc
$$I_1 = \frac{9}{28} = \frac{3}{7} \times \frac{3}{4} = \frac{3}{7} I_0$$
**Réponse finale :**
$$\boxed{I_1 = \frac{3}{7} I_0}$$
Integration Parts 2B0Fc9
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