Dérivées partielles, Dérivées suivant un vecteur
Enoncé Justifier l'existence des dérivées partielles des fonctions suivantes, et les calculer. $f(x, y)=e^x\cos y. $
$f(x, y)=(x^2+y^2)\cos(xy). $
$f(x, y)=\sqrt{1+x^2y^2}. $
Enoncé Soit $f:\mathbb R^2\to \mathbb R$ une fonction de classe $C^1$. On définit $g:\mathbb R\to\mathbb R$ par $g(t)=f(2+2t, t^2)$. Démontrer que $g$ est $C^1$
et calculer $g'(t)$ en fonction des dérivées partielles de $f$. On définit $h:\mathbb R^2\to\mathbb R$ par $h(u, v)=f(uv, u^2+v^2)$. Démontrer que $h$ est
$C^1$ et exprimer les dérivées partielles $\frac{\partial h}{\partial u}$ et $\frac{\partial h}{\partial v}$ en
fonction des dérivées partielles $\frac{\partial f}{\partial x}$ et $\frac{\partial f}{\partial y}$. Enoncé Soit $f$ une application de classe $C^1$ sur $\mtr^2$. Calculer les dérivées (éventuellement partielles) des fonctions suivantes:
$g(x, y)=f(y, x)$. $g(x)=f(x, x)$. $g(x, y)=f(y, f(x, x))$. $g(x)=f(x, f(x, x))$. Enoncé On définit $f:\mathbb R^2\backslash\{(0, 0)\}\to\mathbb R$ par
$$f(x, y)=\frac{x^2}{(x^2+y^2)^{3/4}}.
- Derives partielles exercices corrigés dans
- Derives partielles exercices corrigés de la
Derives Partielles Exercices Corrigés Dans
$$
On suppose que $f$ est de classe $C^2$. Montrer que:
$$x^2\frac{\partial^2 f}{\partial x^2}(x, y)+2xy\frac{\partial^2 f}{\partial x\partial y}+y^2\frac{\partial^2 f}{\partial y^2}=r(r-1)f(x, y). $$
Équations aux dérivées partielles
Enoncé Etant données deux fonctions $g_0$ et $g_1$ d'une variable réelle, de classe $C^2$ sur $\mtr$, on définit la fonction $f$
sur $\mtr^*_+\times\mtr$ par
$$f(x, y)=g_0\left(\frac{y}{x}\right)+xg_1\left(\frac{y}{x}\right). $$
Justifier que $f$ est de classe $C^2$, puis prouver que
$$x^2\frac{\partial^2 f}{\partial x^2}(x, y)+2xy\frac{\partial^2 f}{\partial x\partial y}(x, y)+y^2\frac{\partial^2 f}{\partial y^2}(x, y)=0. $$
Enoncé On cherche toutes les fonctions $g:\mtr^2\to \mtr$ vérifiant:
$$\frac{\partial g}{\partial x}-\frac{\partial g}{\partial y}=a, $$
où $a$ est un réel. On pose $f$ la fonction de $\mtr^2$ dans $\mtr$ définie par:
$$f(u, v)=g\left(\frac{u+v}{2}, \frac{v-u}{2}\right). $$
En utilisant le théorème de composition, montrer que $\dis\frac{\partial f}{\partial u}=\frac{a}{2}.
Derives Partielles Exercices Corrigés De La
$
Intégrer cette équation pour en déduire l'expression de $f$. En déduire les solutions de l'équation initiale. Enoncé On souhaite déterminer les fonctions $f:\mathbb R^2\to\mathbb R$, de classe $C^1$, et vérifiant:
$$\forall (x, y, t)\in\mathbb R^3, \ f(x+t, y+t)=f(x, y). $$
Démontrer que, pour tout $(x, y)\in\mathbb R^2$,
$$\frac{\partial f}{\partial x}(x, y)+\frac{\partial f}{\partial y}(x, y)=0. $$
On pose $u=x+y$, $v=x-y$ et $F(u, v)=f(x, y)$. Démontrer que $\frac{\partial F}{\partial u}=0$. Conclure. Enoncé Chercher toutes les fonctions $f$ de classe $C^1$ sur $\mathbb R^2$ vérifiant
$$\frac{\partial f}{\partial x}-3\frac{\partial f}{\partial y}=0. $$
Enoncé Soit $c\neq 0$. Chercher les solutions de classe $C^2$ de l'équation aux dérivées partielles suivantes
$$c^2\frac{\partial^2 f}{\partial x^2}=\frac{\partial^2 f}{\partial t^2}, $$
à l'aide d'un changement de variables de la forme $u=x+at$, $v=x+bt$. Enoncé Une fonction $f:U\to\mathbb R$ de classe $C^2$, définie sur un ouvert $U$ de $\mathbb R^2$, est dite harmonique si son laplacien est nul, ie si
$$\frac{\partial^2 f}{\partial x^2}+\frac{\partial^2 f}{\partial y^2}=0.
Différentielle dans $\mathbb R^n$
Enoncé Justifier que les fonctions suivantes sont différentiables, et calculer leur différentielle
$f(x, y)=e^{xy}(x+y)$. $f(x, y, z)=xy+yz+zx$. $f(x, y)=(y\sin x, \cos x)$. Enoncé Justifier que les fonctions suivantes sont différentiables, et calculer leur matrice jacobienne. $\dis f(x, y, z)=\left(\frac{1}{2}(x^2-z^2), \sin x\sin y\right). $
$\dis f(x, y)=\left(xy, \frac{1}{2}x^2+y, \ln(1+x^2)\right). $
Enoncé Soit $f:\mathbb R^2\to\mathbb R$ définie par $f(x, y)=\sin(x^2-y^2)$ et $g:\mathbb R^2\to\mathbb R^2$ définie par $g(x, y)=(x+y, x-y)$. Justifier que $f$ et $g$ sont différentiables en tout vecteur $(x, y)\in\mathbb R^2$, puis écrire la matrice jacobienne de $f$ et celle de $g$ en $(x, y)$. Pour $(x, y)\in\mathbb R^2$, déterminer l'image d'un vecteur $(u, v)\in\mathbb R^2$ par l'application linéaire $d(f\circ g)((x, y))$ en utilisant les deux méthodes suivantes:
en calculant $f\circ g$;
en utilisant le produit de deux matrices jacobiennes. Enoncé On définit sur $\mtr^2$ l'application suivante:
$$f(x, y)=\left\{
\begin{array}{cc}
\dis\frac{xy}{x^2+y^2}&\textrm{ si}(x, y)\neq (0, 0)\\
\dis0&\textrm{ si}(x, y)=(0, 0).