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Définition d'une application différentiable


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autreDéfinition d'une application différentiable

#msg1568413 Posté le 09-01-08 à 13:01
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

Bonjour,

j'ai un petit souci dans ma définition d'une application diff.
On dit que f est diff, f étant défini de U dans V, avec U ouvert de \mathbb{R}^n et V ouvert de \mathbb{R}^p, si :
\forall h\in\mathbb{R}^n, f(a+h)-f(a)=f'(a).h+o(||h||)

Dans la suite du cours, le prof note que le \forall h\in\mathbb{R}^n est tel que a+h\in U et cela est possible car U est un ouvert.

Je ne comprend pourquoi cela est possible ?
re : Définition d'une application différentiable#msg1568433 Posté le 09-01-08 à 13:16
Posté par Profiljeanseb jeanseb

Parce qu'un ouvert est un voisinage de chacun de ses points: il contient une boule ouverte de centre ce point. Donc tu peux trouver une boule ouverte (donc un h) contenue dans U.
re : Définition d'une application différentiable#msg1568440 Posté le 09-01-08 à 13:21
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

Il existe donc un r>0 tel que B(a,r) soit incluse dans U ?
re : Définition d'une application différentiable#msg1568443 Posté le 09-01-08 à 13:22
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

puisque c'est vrai pour chacun des points, c'est pour le point a de la définition?
re : Définition d'une application différentiable#msg1568472 Posté le 09-01-08 à 13:34
Posté par Profil1 Schumi 1 1 Schumi 1

Salut tout le monde,

jeanseb >> Ok pour la propriété de l'ouvert. Mais le prof a noté "\forall h\in\mathbb{R}^n" alors qu'en principe c'est "\exist h\in\mathbb{R}^n".

Je raconte que des conneries?

re : Définition d'une application différentiable#msg1568483 Posté le 09-01-08 à 13:38
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

Alors moi j'ai ceci :
Il existe donc un r>0 tel que B(a,r) soit incluse dans U.
si a+h est B(a,r) alors ça sera Ok, car B(a,r) est incluse dans U, donc on aura bien a+h dans U.

donc on regarde ||a+h-a||=||h||.
Donc si on prend h en norme suffisament petite, cad tel que ||h||<r, on aura bien que a+h est dans U.
correct ?
re : Définition d'une application différentiable#msg1568488 Posté le 09-01-08 à 13:40
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

La définition est-elle bien celle là :
U\subset \mathbb{R}^n ouvert \Leftrightarrow \forall x\in U , \exists r>0 tel que B(x,r)\subset U

?
re : Définition d'une application différentiable#msg1568489 Posté le 09-01-08 à 13:41
Posté par Profil1 Schumi 1 1 Schumi 1

Il me semble que ce que tu dis est juste H_aldoner. Ce qui me tracasse (enfin oui, j'exagère un peu là ) c'est que dans ton premier post, ton prof affirme que quelque soit h dans R^n on a a+h dans U et donc a priori même plus grand que r...

re : Définition d'une application différentiable#msg1568493 Posté le 09-01-08 à 13:42
Posté par Profil1 Schumi 1 1 Schumi 1

Oui, c'est la définition des ouverts dans les espaces métriques en général ça. Donc pas de souci, on est d'accord dessus.

re : Définition d'une application différentiable#msg1568502 Posté le 09-01-08 à 13:46
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

Oui, en faite le premier coup ou il utilise la définition il met bien "pour tout". Après quand il définit les dérivées directionnelles, il écrit toujours pour tout et il dit "tel que a+h soit dans U, ce qui est possible car U est ouvert".
Ce que j'aimerais comprendre c'est est-ce que je ne raconte pas de connerie en disant qu'effectivement a+h est U à condition que h soit en norme plus petite que r.
re : Définition d'une application différentiable#msg1568507 Posté le 09-01-08 à 13:48
Posté par Profil1 Schumi 1 1 Schumi 1

Citation :
Ce que j'aimerais comprendre c'est est-ce que je ne raconte pas de connerie en disant qu'effectivement a+h est U à condition que h soit en norme plus petite que r.

Là, je suis presque sur: tu ne racontes pas d'ânneries.

Par contre pour le reste, je laisse les autres t'aider: je comprends pas plus que toi.

re : Définition d'une application différentiable#msg1568515 Posté le 09-01-08 à 13:51
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

Ok, merci!
re : Définition d'une application différentiable#msg1568546 Posté le 09-01-08 à 13:59
Posté par Profillafol lafol Correcteur

Bonjour
en fait dès ta première définition, tu es bien obligé de ne garder que les h tels que a+h soit dans U, si tu veux pouvoir calculer f(a+h) , puisque f est définie sur U .....
re : Définition d'une application différentiable#msg1568557 Posté le 09-01-08 à 14:01
Posté par Profil1 Schumi 1 1 Schumi 1

Pourquoi dire dans ce cas, que c'est vrai quelque soit h dans R^n ?
re : Définition d'une application différentiable#msg1568575 Posté le 09-01-08 à 14:06
Posté par Profillafol lafol Correcteur

à mon avis, il manque le "tel que a+h dans U" ....
re : Définition d'une application différentiable#msg1568580 Posté le 09-01-08 à 14:08
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

ok lafol, et a-t-on bien le fait que a+h est dans U si h est en norme plus petite que r ??
re : Définition d'une application différentiable#msg1568585 Posté le 09-01-08 à 14:10
Posté par Profillafol lafol Correcteur

mais pas "seulement si" .....
re : Définition d'une application différentiable#msg1568600 Posté le 09-01-08 à 14:14
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

"si et seulement si" alors ?
a+h\in U \Leftrightarrow ||h||<r
re : Définition d'une application différentiable#msg1568609 Posté le 09-01-08 à 14:17
Posté par Profil1 Schumi 1 1 Schumi 1

A condition que le "r" en question soit le plus grand possible...
re : Définition d'une application différentiable#msg1568614 Posté le 09-01-08 à 14:18
Posté par Profillafol lafol Correcteur

non, justement ! si, mais pas seulement !
re : Définition d'une application différentiable#msg1568616 Posté le 09-01-08 à 14:18
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

comment ça ?
re : Définition d'une application différentiable#msg1568617 Posté le 09-01-08 à 14:19
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

mon dernier post s'adresse à Schumi!
re : Définition d'une application différentiable#msg1568618 Posté le 09-01-08 à 14:19
Posté par Profil1 Schumi 1 1 Schumi 1

Je retire ce que j'ai dit.
re : Définition d'une application différentiable#msg1568625 Posté le 09-01-08 à 14:20
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

lafol, on a donc :
si ||h||<r alors a+h\in U ?
re : Définition d'une application différentiable#msg1568637 Posté le 09-01-08 à 14:22
Posté par Profillafol lafol Correcteur

avec r tel que B(a,r) contenu dans U, oui.
re : Définition d'une application différentiable#msg1568640 Posté le 09-01-08 à 14:23
Posté par Profilotto otto

Non il y'a une erreur, mais surement que c'est pour tout h dans une certaine boule plutôt ou pour tout h dans R^n, et pour un certain e>0 tu considères x+eh
re : Définition d'une application différentiable#msg1568649 Posté le 09-01-08 à 14:25
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

otto, le prof a bien écrit ce que j'ai mis dans mon premier post.
donc en fait selon toi c'est :
\forall h\in B(a,r)\subset \mathbb{R}^n,\, f(a+h)-f(a)=f'(a).h+o(||h||)
re : Définition d'une application différentiable#msg1568655 Posté le 09-01-08 à 14:28
Posté par Profilotto otto

Re-,
il existe r tel que ta phrase soit vraie, oui, parce que tu veux prendre n'importe quelle direction (c'est ce que "matérialise" h) mais tu veux que a+h soit encore un point en lequel f soit définie.
Tu sais que ceci est possible car U est ouvert.
re : Définition d'une application différentiable#msg1568666 Posté le 09-01-08 à 14:31
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

Qu'est-ce qui est "possible" ?
Que a+h soit encore dans U ?
re : Définition d'une application différentiable#msg1568668 Posté le 09-01-08 à 14:31
Posté par Profilotto otto

Oui
re : Définition d'une application différentiable#msg1568694 Posté le 09-01-08 à 14:37
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

Voila ce que j'avais compris :
U est un ouvert de \mathbb{R}^n donc quelque soit x dans U, il existe un r>0 tel que B(x,r) est incluse dans U par définition. C'est donc vrai pour x=a et donc B(a,r) est incluse dans U.

On veut que f soit définie en a+h, donc a+h soit dans U.
Si a+h est dans B(a,r) on aura bien ce que l'on veut.
Mais a+h dans B(a,r) équivaut à ||a+h-a||<r cad ||h||<r.

Donc si ||h||<r alors a+h dans U.
re : Définition d'une application différentiable#msg1568699 Posté le 09-01-08 à 14:38
Posté par ProfilRodrigo Rodrigo

Salut,
De toute façon ici le h n'a comme vocation que de tendre vers 0 et pour un h de norme assez petite il sera toujours dans ton ouvert. L'important dans le h n'est pas sa norme mais sa direction.
re : Définition d'une application différentiable#msg1568701 Posté le 09-01-08 à 14:38
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

Il est donc en effet possible que a+h soit dans U, si l'on fait en sorte que h soit en norme plus petite qu'un certain r>0.
re : Définition d'une application différentiable#msg1568714 Posté le 09-01-08 à 14:40
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

A priori r n'est pas "petit", si?
re : Définition d'une application différentiable#msg1568730 Posté le 09-01-08 à 14:45
Posté par Profilotto otto

A priori r est suffisament petit pour que B(a,r) soit inclus dans U.
re : Définition d'une application différentiable#msg1568734 Posté le 09-01-08 à 14:45
Posté par ProfilRodrigo Rodrigo

Aucun nombre n'est petit!
re : Définition d'une application différentiable#msg1568736 Posté le 09-01-08 à 14:45
Posté par ProfilRodrigo Rodrigo

Mais si on le prend assez petit on est sur que ca marchera
re : Définition d'une application différentiable#msg1568740 Posté le 09-01-08 à 14:46
Posté par Profillafol lafol Correcteur

Que r soit petit ou grand n'empêchera pas h d'être petit quand il sera de norme inférieure à r
re : Définition d'une application différentiable#msg1568753 Posté le 09-01-08 à 14:48
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

Ok!
Donc je retiens qu'il est possible que a+h soit dans U, car ce dernier est ouvert (il suffit que h soit en norme "petite")
re : Définition d'une application différentiable#msg1568761 Posté le 09-01-08 à 14:50
Posté par Profillafol lafol Correcteur

tu peux même dire "suffisamment petite", ce qui rappelle le caractère relatif de la "petitesse" .... ça dépend de où est a par rapport au "bord" de U, en gros.
re : Définition d'une application différentiable#msg1568768 Posté le 09-01-08 à 14:52
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

Ok lafol,
par contre c'est "il suffit" et pas "il faut" ?
re : Définition d'une application différentiable#msg1568774 Posté le 09-01-08 à 14:54
Posté par Profillafol lafol Correcteur

oui, car si a est "loin des bords" de U, la norme de h n'aura pas besoin d'être si petite que ça pour que a+h reste dans U
re : Définition d'une application différentiable#msg1568788 Posté le 09-01-08 à 14:56
Posté par Profillafol lafol Correcteur

imagine U comme une marguerite avec a au centre du coeur : si tu pars dans la direction d'un pétale, tu peux avoir une norme de h assez grande, mais si tu pars entre deux pétales, tu es limité au coeur de la fleur. il suffit que norme de h soit inférieur au rayon du coeur pour que a+h soit dans la marguerite, mais ce n'est pas nécessaire ....
re : Définition d'une application différentiable#msg1568798 Posté le 09-01-08 à 14:59
Posté par ProfilRodrigo Rodrigo

Tres joli
re : Définition d'une application différentiable#msg1568808 Posté le 09-01-08 à 15:00
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

C'est assez flou comme image on va dire!
Toutefois, je pense avoir saisi la nuance.
re : Définition d'une application différentiable#msg1568827 Posté le 09-01-08 à 15:04
Posté par ProfilRodrigo Rodrigo

Plus simple imagine que ton ouvert U soit la reunion disjointe de deux boules ouverts alors prend un point dans la première boule, pour h de norme plus petite que le rayon alors a+h sera dnas la boule...mais il existra certains h de norme plus grande tel que a+h soit dnas le seconde boule...
re : Définition d'une application différentiable#msg1568829 Posté le 09-01-08 à 15:04
Posté par Profillafol lafol Correcteur

si ||h|| < rayon du cercle rouge, a+h est dans la marguerite
ce n'est pas nécessaire : le a+h représenté est dans la marguerite sans que ||h|| ne respecte cette condition

Définition d'une application différentiable
re : Définition d'une application différentiable#msg1568876 Posté le 09-01-08 à 15:14
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

J'ai essayé Rodrigo :
Je prend U=B2(a',e)\cup B(a,r) (on prend U comme union de la boule B de centre a et de rayon r et de la boule B2 de centre a' et de rayon e)
si ||h_1||<r alors a+h_1 est dans U. Mais ce n'est pas necessaire car on ||h_2||>r et pourtant a+h_2 dans U.

Définition d'une application différentiable
re : Définition d'une application différentiable#msg1568880 Posté le 09-01-08 à 15:15
Posté par ProfilH_aldnoer H_aldnoer

Ah j'avais pas vu lafol, merci pour ce dessin!
Je pense avoir compris maintenant!
re : Définition d'une application différentiable#msg1568898 Posté le 09-01-08 à 15:18
Posté par Profillafol lafol Correcteur

petit truc pour tracer des cercles et pas des ellipses avec paint ou autres : maintenir "Ctrl" enfoncée pendant que tu étires le dessin

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