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Calcul d'une différentielle

Posté par
CC_
20-03-08 à 21:22

Bonjour,

J'aimerais savoir comment calculer proprement une différentielle un peu particulière. On se donne f fonction  de R dans R, et on pose :L : (x,y) \mapsto[(h,k) \mapsto f(x) - f(y)].
En bref, L est une application définie sur R², et qui à un couple de réels (x,y), associe l'application constante sur R², de valeur f(x) - f(y).

Question : calculer la différentielle de f au point (x,y).

Je tente donc de procéder ainsi :
L(x+h',y+k') - L(x,y) \; = \; [(h,k) \mapsto f(x+h') - f(y+k')] \; - \; [(h,k) \mapsto f(x) - f(y)]
L(x+h',y+k') - L(x,y) \; = \; [(h,k) \mapsto (f(x+h') - f(x)) \, - \, (f(y+k') - f(y))]
L(x+h',y+k') - L(x,y) \; = \; [(h,k) \mapsto Df(x).h' - Df(y).k' \, + \, o(h') - o(k')]
L(x+h',y+k') - L(x,y) \; = \; [(h,k) \mapsto Df(x).h' - Df(y).k'] \; + \; [(h,k) \mapsto o(h') + o(k')]

A partir de là, je devine bien qu'on a sans doute DL(x,y).(h',k') \; = \; [(h,k) \mapsto Df(x).h' - Df(y).k'], puisque c'est un truc linéaire en (h',k').

Mais je ne vois pas comment dire que le bidule qui reste, [(h,k) \mapsto o(h') + o(k')], est négligeable. Déjà, je ne vois même pas par rapport à quoi il devrait être négligeable (une application qui est un o(h','k'), c'est quand même louche...), ni comment le prouver...

Mais il y avait peut-être une autre façon de procéder, sans utiliser la définition de la différentiabilité ? Qu'en pensez-vous ?

Merci !

Posté par
fusionfroide
re : Calcul d'une différentielle 20-03-08 à 21:54

Salut

J'écrirai plutôt : o(||h||) et o(||k||)

On doit avoir : L(x+h,y+k)=L(x,y)+D(x,y)L.(h,k)+o(||(h,k)||)

Il faut vérifier que o(||h||)+o(||k||) est un o(||(h,k)||)

Sauf erreurs.

Posté par
CC_
re : Calcul d'une différentielle 20-03-08 à 22:04

Salut fusionfroide !

Citation :
Il faut vérifier que o(||h||)+o(||k||) est un o(||(h,k)||)

Ben ici, le problème (je dois avoir du mal à capter cette situation très particulière), c'est qu'en fait, je trouve qu'il faudrait plutôt montrer que [(h,k) \mapsto o(h') - o(k') est un o(qqch)... C'est l'application toute entière qui devrait être un négligeable en fait, et pas seulement o(h') - o(k')... Du moins, c'est ce que je perçois...

Y a un truc qui m'échappe dans l'affaire, très probablement...

Posté par
fusionfroide
re : Calcul d'une différentielle 20-03-08 à 22:10

En fait je n'avais lu que la fin, mais je ne comprends pas trop ce que fais ton application L ??

Citation :
L est une application définie sur R², et qui à un couple de réels (x,y), associe l'application constante sur R², de valeur f(x) - f(y).


Mais que deviennent les h et les k ?

Posté par
CC_
re : Calcul d'une différentielle 20-03-08 à 22:15

Ben, justement, rien ^^ L est une application qui à tout couple (x,y), associe une application constante de R² dans R. Pour tous les (h,k) de R², on aura donc L(x,y)(h,k) = f(x)-f(y).

Posté par
fusionfroide
re : Calcul d'une différentielle 20-03-08 à 22:22

Ok

Mais en fait je ne vois pas trop ce qui te gêne.

Si tu appelles q ton application, tu dois montrer que (h,k)->o(h)-o(k) est un o(h,k) ie que

q(h,k)=o(h,k)

Posté par
fusionfroide
re : Calcul d'une différentielle 20-03-08 à 22:22

Sinon je ne vois pas :!

Posté par
fusionfroide
re : Calcul d'une différentielle 20-03-08 à 22:25

Moi j'aurai écris L_{(h,k)}(x,y)=f(x)-f(y)

Posté par
fusionfroide
re : Calcul d'une différentielle 20-03-08 à 22:25

5$L_{(h,k)}(x,y)

Posté par
CC_
re : Calcul d'une différentielle 20-03-08 à 22:33

Citation :
Si tu appelles q ton application, tu dois montrer que (h,k)->o(h)-o(k) est un o(h,k) ie que q(h,k)=o(h,k)

Ce qui me gêne, c'est que, comme tu le dis, on doit montrer que (h,k)->o(h)-o(k) est un o(h,k). Mais cela ne revient pas à dire que q(h,k) est un o(h,k), mais que q est un o(h,k)...
Autrement dit, il ne s'agit pas ici de montrer qu'une expression (comme q(h,k)) est un o(h,k), mais qu'une application q est un o(h,k)...

C'est cela qui me gêne assez profondément dans cette affaire. Mon problème est purement logique, et n'a finalement rien à voir avec le calcul diff...

Posté par
fusionfroide
re : Calcul d'une différentielle 20-03-08 à 22:46

En fait je crois que ta façon d'écrire les calculs pose des problèmes.

Citation :
Autrement dit, il ne s'agit pas ici de montrer qu'une expression (comme q(h,k)) est un o(h,k), mais qu'une application q est un o(h,k)...


Pour moi q est négligeable devant qqchose si pour tout x, q(x)=o(qqch)

Bref, moi j'aurai procédé ainsi :

L_{(h,k)}(x+h'+y+k')-L(x,y)=f(x+h')-f(y+k')-f(x)-f(y)=f(x)+f'(x).h'-f(y)-f'(y).k'+o(|h'|)+o(|k'|)

En effet, f : R dans R

Donc L_{(h,k)}(x+h'+y+k')-L(x,y)=f'(x).h'-f'(y).k'+o(|h'|)+o(|k'|)

Donc la différentielle de L en (x,y) est l'application D_{(x,y)}f qui à (h',k') associe f'(x).h'+f'(y).k'  ( fais attention à ne pas confondre avec la différentielle de f tout court, application qui à (x,y) associe D_{(x,y)}f)
Reste à montrer que o(|h'|)+o(|k'|)=o((h',k'))=o(\sqrt{h'^2+k'^2})

je trouve cela plus clair.

Posté par
CC_
re : Calcul d'une différentielle 20-03-08 à 23:09

Merci pour ton aide, je crois à présent que c'est effectivement un peu plus clair dans mon esprit

Bonne nuit à toi !



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