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Continuité d'une fonction à deux variables

Posté par
cam77
24-05-08 à 15:56

Bonjour,

j'essaie de résoudre un problème mais je bloque, le voici :

Soit A=(a,b) un élément de ² et r>0, f une application de B(A,r) dans dont les deux dérivées partielles premières sont définies sur B(A,r) et continues en A.

Je dois montrer que f est continue en A. Je sais que si f est continue en A alors ses applications partielles le sont. Cependant, je ne vois pas comment passer dans l'autre sens...

Merci d'avance pour votre aide !

Camille.

Posté par
Camélia Correcteur
re : Continuité d'une fonction à deux variables 24-05-08 à 16:04

Bonjour

ecris |f(a+h,b+k)-f(a,b)||f(a+h,b+k)-f(a,b+k)|+|f(a,b+k)-f(a,b)|
puis majore chaque valeur absolue en utilisant le théorème des accroissements finis pour une fonction de variable réelle.

Posté par
cam77
re : Continuité d'une fonction à deux variables 24-05-08 à 16:09

Ok, je vais essayer ça! Merci !!

Posté par
cam77
re : Continuité d'une fonction à deux variables 26-05-08 à 15:40

A propos de l'utilisation du théorème des accroissements finis, il est définit pour une fonction à une variable réelle. Donc ici on est obliger de l'appliquer pour x puis pour y ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Continuité d'une fonction à deux variables 26-05-08 à 15:47

Pas vraiment... Tu l'appliques à g1(t)=f(t,b+k) sur [a,a+h] et à g2(t)=f(a,t) sur [b,b+k]

Posté par
cam77
re : Continuité d'une fonction à deux variables 26-05-08 à 16:07

D'accord,

donc la première valeur absolue est majorée par g'1(t) et la deuxième par g'2(t) ?

Merci pour votre aide !

Posté par
Camélia Correcteur
re : Continuité d'une fonction à deux variables 26-05-08 à 16:10

la première par |h|g'1(t) et la seconde par |k|g'2(t).

Posté par
cam77
re : Continuité d'une fonction à deux variables 26-05-08 à 16:30

D'accord,

à présent on en déduit la continuité en montrant par ex : f(a+h) f(a) quand h 0 ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Continuité d'une fonction à deux variables 26-05-08 à 16:40

f a deux variables! et il faut quand même utiliser l'hypothèse sur la continuité des dérivées partielles.

Posté par
cam77
re : Continuité d'une fonction à deux variables 26-05-08 à 16:50

J'ai du mal à voir,

pour résumer, on a :

(|f(a+h,b+k)-f(a,b+k)|)/|h|g'1(t) quand h tend vers 0

de même pour la seconde valeur absolue

Or les deux dérivées partielles premières sont continues en A, donc :

f(a+h,b+k) f(a,b+k)

et de même pour la seconde valeur absolue.

Je ne suis pas sûr du tout de moi ? Merci.

Posté par
Camélia Correcteur
re : Continuité d'une fonction à deux variables 26-05-08 à 16:54

Non, tu ne peux pas dire ça, h et k tendent vers 0 en même temps! Tant que tu n'auras pas écrit que valent les dérivées de g1 et g2 ça n'avancera pas!

Posté par
cam77
re : Continuité d'une fonction à deux variables 26-05-08 à 17:09


Alors g'1(t)=f'(t,b+h)
  
      et g'2(t)=f'(a,t) //Il s'agit des deux dérivées partielles !

Cependant, on ne peut pas les écrire sous une autre forme ?

Posté par
cam77
re : Continuité d'une fonction à deux variables 27-05-08 à 10:05

Quelqu'un pourrait-il m'aider svp ? merci d'avance !

Posté par
Camélia Correcteur
re : Continuité d'une fonction à deux variables 27-05-08 à 14:18



g'_1(t)=\frac{\partial f}{\partial x}(t,b+k) avec a < t < a+h

g'_2(t)=\frac{\partial f}{\partial y}(a,t) avec b < t < b+k

Soit >0. L'hypothèse sur la continuité au point (a,b) des dérivées partielles assure l'existence de >0 tel que

|u|<\rho\ et\ |v|<\rho\Longrightarrow \|\frac{\partial f}{\partial x}(a+u,b+v)-\frac{\partial f}{\partial x}(a,b)\| < \varepsilon \ et\ \frac{\partial f}{\partial y}(a+u,b+v)-\frac{\partial f}{\partial x}(a,b) < \varepsilon.

On a alors pour |h| < et |k| < ,

|f(a+h,b+k)-f(a,b)|\leq |h|\|\frac{\partial f}{\partial x}(a,b)+\varepsilon\|+|k|\|\frac{\partial f}{\partial y}(a,b)+\varepsilon)\|
et maintenant tu fais tendre h et k vers 0.

Posté par
cam77
re : Continuité d'une fonction à deux variables 28-05-08 à 15:49

D'accord, merci !

et lorsque l'on fait tendre h et k vers 0,

on a |f(a+h,b+k)-f(a,b)| qui va tendre aussi vers 0, et c'est ceci qui assure la continuité de f en A ??

Posté par
Camélia Correcteur
re : Continuité d'une fonction à deux variables 28-05-08 à 15:51

Je dirais même plus; C'est la définition de la continuité en A!

Posté par
cam77
re : Continuité d'une fonction à deux variables 28-05-08 à 16:00

D'accord !

Je me demandais, la continuité des deux dérivés partielles est-elle nécessaire pour avoir la continuité de f en A ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Continuité d'une fonction à deux variables 28-05-08 à 16:01

Non, elle n'est pas nécessaire... Il existe des fonctions continues ayant des dérivées partielles non continues.

Posté par
cam77
re : Continuité d'une fonction à deux variables 28-05-08 à 16:05

Ah d'accord, mais pour montrer une continuité en un point A avec des dérivées partielles non continues on pourrait passer par quel chemin ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Continuité d'une fonction à deux variables 28-05-08 à 16:08

En général on se débrouille pour montrer la continuité avant d'étudier la dérivabilité...

Posté par
cam77
re : Continuité d'une fonction à deux variables 28-05-08 à 16:22

D'accord, je vois !!

J'ai un dernier problème :

on a un vecteur v=(,), non nul de , et je dois exprimer fv(A) en fonction de f/x(A) et f/y(A)

on a donc fv(A)= fv/x(A) + fv/y(A)

Or je ne suis pas sur, fv = f/x + f/y, est-ce cela ??? Merci encore !

Posté par
zoustine
re : Continuité d'une fonction à deux variables 28-05-08 à 17:12

Excusez moi, vous dites qu' "il existe des fonctions continues ayant des dérivées partielles non continues" mais auriez vous un exemple. En cours, nous n'avons vu que le cas contraire et j'aurais aimé pouvoir avoir eu un contre exemple.

Je vous remercie d'avance pour votre exemple.

Posté par
cam77
re : Continuité d'une fonction à deux variables 28-05-08 à 17:18

Oui, f(x)=(x^3+y^3)/(x²+y²) pour (x,y) (0,0)est continue en 0 mais ses dérivées partielles ne sont pas continues en 0.

Posté par
cam77
re : Continuité d'une fonction à deux variables 28-05-08 à 17:20

et on l'a vu en cours justine xD

Posté par
cam77
re : Continuité d'une fonction à deux variables 28-05-08 à 17:30

J'ai un dernier problème :

on a un vecteur v=(,), non nul de , et je dois exprimer fv(A) en fonction de f/x(A) et f/y(A)

on a donc fv(A)= fv/x(A) + fv/y(A)

Or je ne suis pas sur, fv = f/x + f/y, est-ce cela ??? Merci encore !

Posté par
mat 91
re : Continuité d'une fonction à deux variables 28-05-08 à 17:32

je pense que oui cam77, on l'a vu en cours !

Posté par
mat 91
re : Continuité d'une fonction à deux variables 28-05-08 à 17:40

moi j'ai v=(v1,v2)(0,0)
Dvf(a)=D1f(a)v1 + D2f(a)v2
avec D1,D2 les deux dérivées partielles
selon vous faut il expliquer comment on trouve cette formule car on ne l'a pas démontré

Posté par
cam77
re : Continuité d'une fonction à deux variables 28-05-08 à 17:52

Oui j'ai la meme formule mais c'est vrai qu'on ne l'a pas démontrée

Posté par
cam77
re : Continuité d'une fonction à deux variables 29-05-08 à 11:56

Bonjour, je -up- la dernière question :

Merci !

---------------------------------------------

J'ai un dernier problème :

on a un vecteur v=(,), non nul de , et je dois exprimer fv(A) en fonction de f/x(A) et f/y(A)

on a donc fv(A)= fv/x(A) + fv/y(A)

Or je ne suis pas sur, fv = f/x + f/y, est-ce cela ???

Posté par
Camélia Correcteur
re : Continuité d'une fonction à deux variables 29-05-08 à 14:21

Voilà comment ça fonctionne:

Par définition: \frac{\partial f}{\partial v}(A)=\lim_{t\to 0}\frac{f(A+tv)-f(A)}{t}

Or on sait que f(A+tv)-f(A)=f(a+tv_1,b+tv_2)-f(a,b)=tv_1\frac{\partial f}{\partial x}(A)+tv_2\frac{\partial f}{\partial y}(A)+||tv||\varepsilon(tv)(u) tend vers 0 si u tend vers 0. Reste à diviser par t et à regarder la limite...

Posté par
cam77
re : Continuité d'une fonction à deux variables 30-05-08 à 12:04

Ok g trouvé !

Merci beaucoup pour tout !



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