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la distance focale

Posté par
natsume
04-03-11 à 15:37

Bonjour à tous. En fait voilà mon dm et j'ai un problème sur la deuxième question. Si quelqu'un pourrait m'expliquer se serait super gentil; merci d'avance.

f est la distance focale donnée d'une lentille convexe. Lorsqu'un objet est situé à une distance p (p supérieur à f) de la lentille, son image se forme à une distance q de la lentille telle que :
1/p + 1/q = 1/f

1)Exprimer q en fonction de p.
2)On note u la fonction définie sur ]f;+l'infini] par u(p)=q et C sa courbe représentative dans un repère. Etudiez le sens de variation de u sur ]f;+l'infini].
3)a-Déterminer les limites de u en +l'infini et en -l'infini.
  b-Interpréter, pour l'expérience étudiée, les résultats obtenus.
4)Lorsque f=5cm, tracer la courbe C et ses asymptotes.

Posté par
natsume
la distance focale 04-03-11 à 15:57

Pour la dérivée je trouve:
u'(p)=fpf'-p'f²/(p-f)² et je là bloque. Pouvez-vous me dire si j'ai juste ou pas s'il vous plait!

Posté par
Pieral
re : la distance focale 04-03-11 à 16:08

Bonjour,

Si tu répondais à la première question déjà !

Posté par
natsume
la distance focale 04-03-11 à 19:50

Désolée c'est vrai, pour la première j'ai trouvé
1/q+1/p=1/f
1/q=p-f/f*p
q=f*q/p-f
Voilà

Posté par
Pieral
re : la distance focale 04-03-11 à 20:45

Petite erreur (de rappe sans doute !) :
q=f*p/p-f.

On a donc
3$ u(p) = \frac{pf}{p - f}
f étant la distance focale, c'est un nombre réel connu.

Recalcule la dérivée de u.

Posté par
natsume
la distance focale 05-03-11 à 10:45

Ha oui c'est vrai désolée. Donc en recalculant u je trouve
u(p)'=p²f'-p'f²/(p-f)² et je reste encore bloquée.

Pouvez-vous m'aider s'il vous plait!

Posté par
Pieral
re : la distance focale 05-03-11 à 11:25

Bonjour

Je ne comprends pas ton calcul !

3$ u(p) = \frac{pf}{p - f}

est de la forme 3$ \frac{U}{V} et 3$ (\frac{U}{V})'=\frac{U'V-V'U}{V^2}
donc ici
3$ u'(p) = (\frac{pf}{p - f})'=\frac{(pf)' \times (p - f)-(p - f)' \times pf}{(p - f)^2}
or
(pf)' = f et (p - f)' = 1
donc
3$ u'(p) = \frac{f \times (p - f)-1 \times pf}{(p - f)^2}
d'où
3$ u'(p) = \frac{fp - f^2 - pf}{(p - f)^2}
soit
3$ u'(p) = \frac{- f^2 }{(p - f)^2}

Posté par
natsume
la distance focale 05-03-11 à 14:09

Je suis d'accord avec vous mais je ne comprends pas très bien pourquoi (pf)'=f. Est-ce que vous pouvez m'expliquer s'il vous plait.  

Posté par
Pieral
re : la distance focale 05-03-11 à 15:27

p est ta variable et f un nombre.
Si on dérive pf dans ces conditions, il ne reste que f, comme lorsque l'on dérive ax, avec a un nombre et x la variable : on obtient a.

Posté par
natsume
la distance focale 05-03-11 à 19:16

Ha oui c'est vrai vrai les p et les f m'avaient pertubé. Merci

Posté par
Pieral
re : la distance focale 05-03-11 à 20:39

De rien, à bientôt.

Posté par
natsume
la distance focale 06-03-11 à 11:10

Pour les autres questions pouvez-vous me dire si c'est juste s'il vous plait. Merci d'avance.

Pour le sens de variation: u est décroissant sur l'intervalle ]f;+infini[

lim u (p tend vers +infini)= f
lim u (ptend vers f+) =+ infini
Pour cela j'ai factorisé par p le numérateur et le dénominateur.
La droite d'équation x=f est une asymptote verticale. La droite d'équation y=f est une asymptote horizontale.

Pour l'interprétation: lorsque p est très proche de f, u(p) et donc q est grand. Et quand p est très grand u(p) et donc q est petit.

Posté par
Pieral
re : la distance focale 06-03-11 à 12:40

Bonjour,

Pour les variations de u : c'est bon.

Pour les limites, c'est bon.

Pour les asymptotes, c'est bon aussi.

Pour l'interprétation, j'irai un peu plus loin dans la partie physique de l'exercice.

p est la distance de l'objet à la lentille. On vient de montrer que si p tend vers +, la fonction tend vers f : cela signifie que plus on éloigne l'objet de la lentille, plus l'image de l'objet sera proche du foyer de la lentille (qui est à une distance f de la lentille). C'est un résultat classique en optique.

De même, lorsque l'objet se rapproche du foyer (c'est à dire lorsque p tend vers f+), on a montré que la fonction tend vers +, ce qui signifie que l'image d'un objet placé au foyer de la lentille à une image rejetée à l'infini (encore un résultat classique en optique).

Posté par
natsume
la distance focale 06-03-11 à 14:53

D'accord, merci beaucoup pour votre aide (si précieuse).

Posté par
Pieral
re : la distance focale 06-03-11 à 17:24

A bientôt

Posté par
nanal
la distance focale 14-05-11 à 11:09

bonjour

j'aimerais revenir sur la question 1) de l'exercice car dans mes calculs
je trouve que q=f*p/f-p est-ce une erreur de ma part car si c'est le cas
je ne vois pas comment résoudre cette equation autrement.

merci d'avance pour la personne qui pourrai m'aider car ce sujet n'est plus trés recent

Posté par
Pieral
re : la distance focale 14-05-11 à 11:45

Bonjour

Tu aurais du ouvrir un nouveau topic en faisant référence à celui-ci, ceci pour être sur d'avoir une réponse rapide (c'est souvent la même personne qui "suit" ses topics, et comme j'ai déjà répondu dans ce topic, c'est en principe à moi de répondre, mais je ne passe pas régulièrement sur le forum).

Je te fais la démonstration du calcul, et si tu ne comprends pas, demande moi.

4$ \frac{1}{p}+\frac{1}{q}=\frac{1}{f}
J'isole q d'un coté :
4$ \frac{1}{q}=\frac{1}{f}-\frac{1}{p}
Je réduis à droite au même dénominateur
4$ \frac{1}{q}=\frac{p}{fp}-\frac{f}{fp}
Je calcule à droite
4$ \frac{1}{q}=\frac{p-f}{fp}
J'inverse pour trouver q
4$ q=\frac{fp}{p-f}

Voilà !

Posté par
nanal
re : la distance focale 14-05-11 à 12:34

merci beaucoup, encore une fois je suis aller trop vite dans mes calculs
et donc j'ai fais des erreurs

a bientôt

Posté par
Pieral
re : la distance focale 14-05-11 à 14:45

A bientôt



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