Travaux Dirigés N°5
Fonctions composées & dérivées partielles
EL METHNI M.
EXERCICE I :
On considère la fonction et on pose x=x(t)=cos t
et y=y(t)=t2. Calculer de deux manières
la dérivée de la fonction F(t)=f(x(t), y(t))
EXERCICE II :
M0(x0,y0)
est un point fixe du plan R2 muni d’un repère orthonormé.
Soit M le point du plan dont les coordonnées x et y sont
des fonctions de la variable réelle t : x=x(t)=x0
+ αt et y=y(t)=y0
+ βt .
1) Dans le cas particulier x0=1, y0=2,
α=2, β=3
a) Placer le point M0
et les points M pour t=1 et 2.
b) Eliminer t entre x
et y et en déduire l’ensemble des point M quand t varie.
c) Comparer les vecteurs et retrouver le résultat précédent.
2) Dans le cas général quel est l’ensemble des point M quand t
varie ?
3) Soit f une fonction de deux variables x et y et F
la fonction numérique réelle définie par F(t)=f(x(t),
y(t)).
a) Calculer F’(t)
et F’(0). Le nombre F’(0) est appelé dérivée de f
en dans la direction du vecteur
b) Quelle relation existe-t-il
entre ce nombre dérivée et le vecteur gradient de f ?
EXERCICE III :
1) Calculer les dérivées
partielles de la fonction de deux manières : directement et comme
fonction composée.
2) On considère la fonction
a) Calculer les dérivées
partielles de F
b) Retrouver le résultat de la
question (1) en choisissant une fonction adéquate g.
EXERCICE IV :
1) On considère la fonction f(x,y)=x2+xy
et le changement de variables .
Calculer de deux manières
et donner une écriture matricielle (matrice
jacobienne).
2) Soit z=f(x,y) et .
Calculer
et donner une écriture matricielle (matrice
jacobienne).
EXERCICE V :
On repère le point M(x,y)R2
par ses coordonnées polaires r et θ.
Une fonction du point M s’exprime soit par f(x,y)
soit par
(r,θ).
1) Calculer en fonction de
.
Donner une écriture matricielle
2) Calculer en fonction de
.
3) Application : Trouver la forme générale de toutes les
fonction f qui vérifient :