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Niveau maths spé
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Courbe fermée simple

Posté par
Serbiwni
02-10-21 à 15:04

Bonjour,
Petite question sur un énoncé qui me pose problème :
Donner un exemple de courbe fermée simple qui est de classe C1, mais pas de classe C2.

Le concept de courbe fermée et de courbe simple me semblent contradictoire. Pour moi une courbe fermée est une courbe dont les bouts se joignent, donc qui a au moins un point double ce qui implique qu'elle n'est pas simple.
Je n'ai pas de définition formelle de courbe fermée dans mon cours de maths c'est surement de la que vient la subtilité qui m'échappe.
Cependant je sais qu'une courbe simple est une courbe qui n'admet pas de point double.

Ma proposition de solution pour l'énoncé est la courbe \alpha(t)=\big( 0,t^3 \sin(\frac{1}{t}) \big) si t \neq 0 et \alpha(0)=(0,0). Cette courbe est fermée car ses deux bouts se joignent ie \alpha(-1)=\alpha(1)=(0,\sin(1)) mais elle a donc un point double. Elle est néanmoins C^1 mais pas C^2.

Posté par
GBZM
re : Courbe fermée simple 02-10-21 à 15:13

Bonjour,

Il y a une subtilité : il ne faut pas confondre point double de la courbe  et "point double" de la paramétrisation qui est simplement le fait que la courbe se referme.
\gamma : [0,1]\to \R^2 paramétrise une courbe fermée quand \gamma(0) = \gamma(1). Cette paramétrisation est simple s'il n'existe pas s dans [0,1] et t dans ]0,1[ différent de s tels que \gamma(s)=\gamma(t).

Posté par
Serbiwni
re : Courbe fermée simple 02-10-21 à 16:29

Parfait c'est clair, merci !

Posté par
GBZM
re : Courbe fermée simple 02-10-21 à 16:35

À part cela, tu es allé bien loin pour trouver une courbe C^1 qui n'est pas C^2. Il suffit d'avoir une courbe qui est raccord au niveau des tangentes, pas au niveau des courbures.

Posté par
Serbiwni
re : Courbe fermée simple 02-10-21 à 17:08

GBZM @ 02-10-2021 à 16:35

Il suffit d'avoir une courbe qui est raccord au niveau des tangentes, pas au niveau des courbures.

C'est-à-dire ?

Posté par
GBZM
re : Courbe fermée simple 02-10-21 à 17:15


Courbe fermée simple

Posté par
Serbiwni
re : Courbe fermée simple 02-10-21 à 19:08

GBZM @ 02-10-2021 à 17:15


Courbe fermée simple


Je vois. Comment cela se traduit visuellement qu'une courbe soit raccord au niveau des tangentes mais pas des courbures ? Visuellement je ne saurais dire que votre courbe est C1 ou C2, il me faudrait dériver sa paramétrisation.

Posté par
GBZM
re : Courbe fermée simple 02-10-21 à 22:38

Elle est visiblement C^1. Pas d'accord  ? Elle a bien une tangente en chaque point. Elle n'est visiblement pas C^2, la courbure passe sans transition de 0 (pour les segments de droite) à 1/R (pour les demi-cercles de rayon R).



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