practicecalculus
Intégrales trigonométriques

Intégrale de sin x : formule, démonstration et exemples

L'intégrale de sin x vaut -cos x + C. D'où vient le signe moins, l'aire d'une arche, sin(ax + b) par changement de variable et des intégrales définies.

Intégrales trigonométriques Mis à jour Lecture : 3 min

En bref

\int \sin x\,dx = -\cos x + C
Primitive
-\cos x + C
Aire d''une arche
\int_0^\pi \sin x\,dx = 2
Période complète
\int_0^{2\pi}\sin x\,dx = 0
Forme affine
\int\sin(ax + b)\,dx = -\dfrac{1}{a}\cos(ax + b) + C
Vérification
\dfrac{d}{dx}(-\cos x) = \sin x
Sur cette page
  1. Graphique de sin x et de sa primitive
  2. Démonstration pas à pas
  3. Vérification par dérivation
  4. Intégrales définies
  5. Variantes par changement de variable
  6. Exemples corrigés
  7. Erreurs fréquentes

L'intégrale de \sin x est -\cos x + C. La plupart des erreurs sur cette intégrale se résument à une seule chose : le signe moins.

\int \sin x\,dx = -\cos x + C

Graphique de sin x et de sa primitive

Aire sous y = sin x de 0 à π, avec la primitive y = -cos x
L'arche hachurée a une aire d'exactement 2. La courbe en pointillés y = -\cos x monte de -1 en x = 0 à 1 en x = \pi, soit une variation de 2.

Là où \sin x > 0 (de 0 à \pi), la primitive -\cos x monte. Là où \sin x < 0 (de \pi à 2\pi), elle redescend.

Démonstration pas à pas

  1. Se demander : quelle fonction a pour dérivée \sin x ?
  2. Se rappeler la dérivée de cos x : \frac{d}{dx}\cos x = -\sin x.
  3. La forme est bonne mais le signe est faux. On multiplie par -1 : \frac{d}{dx}(-\cos x) = \sin x.
  4. Donc -\cos x est une primitive, et en ajoutant C on les obtient toutes.

Un moyen mnémotechnique : parcourir le cycle \sin \to \cos \to -\sin \to -\cos \to \sin, c'est dériver. Le parcourir à l'envers, c'est intégrer.

Vérification par dérivation

\frac{d}{dx}(-\cos x + C) = -(-\sin x) = \sin x \checkmark

Intégrales définies

Avec le théorème fondamental de l'analyse :

\int_0^\pi \sin x\,dx = \Big[-\cos x\Big]_0^\pi = -\cos\pi + \cos 0 = 1 + 1 = 2

D'autres valeurs utiles :

Intégrale Valeur Pourquoi
\int_0^{\pi/2}\sin x\,dx 1 -\cos\frac{\pi}{2} + \cos 0 = 0 + 1
\int_0^{\pi}\sin x\,dx 2 une arche complète
\int_0^{2\pi}\sin x\,dx 0 les deux arches se compensent
\int_{-a}^{a}\sin x\,dx 0 \sin x est impaire

Si vous voulez l'aire totale sur [0, 2\pi] plutôt que l'aire algébrique, intégrez \lvert\sin x\rvert : vous obtenez 4.

Variantes par changement de variable

Avec u = ax + b, du = a\,dx :

\int\sin(ax + b)\,dx = -\frac{1}{a}\cos(ax + b) + C

Ainsi \int\sin(5x)\,dx = -\frac{1}{5}\cos(5x) + C et \int\sin\left(\frac{x}{2}\right)dx = -2\cos\left(\frac{x}{2}\right) + C. Pour \sin(2x), il existe une page entière : l'intégrale de sin 2x.

Quand la dérivée de l'intérieur est présente, on fait un changement de variable :

\int x\sin(x^2)\,dx = -\frac{1}{2}\cos(x^2) + C \quad (u = x^2)
\int \sin x\,e^{\cos x}\,dx = -e^{\cos x} + C \quad (u = \cos x)

Exemples corrigés

Exemple 1. \int(3\sin x + 2x)\,dx = -3\cos x + x^2 + C.

Exemple 2. \int_0^{\pi/3}\sin x\,dx = -\cos\frac{\pi}{3} + \cos 0 = -\frac{1}{2} + 1 = \frac{1}{2}.

Exemple 3 : position à partir de la vitesse. Une particule a pour vitesse v(t) = \sin t et part de s(0) = 0. Alors s(t) = -\cos t + C, et s(0) = -1 + C = 0 donne C = 1, donc s(t) = 1 - \cos t.

Exemple 4 : valeur moyenne. La moyenne de \sin x sur [0, \pi] vaut \frac{1}{\pi}\cdot 2 = \frac{2}{\pi} \approx 0.637.

Erreurs fréquentes

  1. Écrire \cos x + C. Vérifiez en dérivant : \frac{d}{dx}\cos x = -\sin x, donc le signe est faux.
  2. Oublier de diviser par a dans \int\sin(ax)\,dx.
  3. Multiplier par a à la place. \int\sin(3x)\,dx ne vaut pas -3\cos(3x). C'est ce que donnerait une dérivation.
  4. Erreurs de signe dans les intégrales définies. Écrivez [-\cos x] avec les crochets et soustrayez avec soin : -\cos\pi = +1.

Ensuite, voyez l'intégrale de cos x, ou entraînez-vous avec les exercices sur les intégrales trigonométriques.

Entraîne-toi maintenant

Sinus, cosinus, eˣ et 1/x

Résous de vrais problèmes sur ce thème avec une correction immédiate, des indices et une solution pas à pas pour chaque réponse. Gratuit, sans inscription pour commencer.

S'entraîner sur cette leçon

Questions fréquentes

Quelle est l'intégrale de sin x ?

L'intégrale de \sin x est -\cos x + C.

Pourquoi l'intégrale de sin x est-elle moins cos x ?

Parce que la dérivée de \cos x est -\sin x. Pour obtenir +\sin x, il faut dériver -\cos x.

Combien vaut l'intégrale de sin x entre 0 et π ?

Elle vaut -\cos\pi - (-\cos 0) = 1 + 1 = 2.

Quelle est l'intégrale de sin(2x) ?

C'est -\frac{1}{2}\cos(2x) + C. Le facteur \frac{1}{2} compense le 2 que produirait la dérivation en chaîne.

Rédigé par l'équipe PracticeCalculus

Nous créons des leçons d'analyse interactives et rédigeons chaque page pour qu'elle soit claire et juste. Tu as repéré une erreur ? Dis-le-nous et nous la corrigerons.