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Définition d'une application différentiable

Posté par
H_aldnoer
09-01-08 à 13:01

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 ?

Posté par
jeanseb
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 13:16

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.

Posté par
H_aldnoer
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 13:21

Il existe donc un r>0 tel que B(a,r) soit incluse dans U ?

Posté par
H_aldnoer
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 13:22

puisque c'est vrai pour chacun des points, c'est pour le point a de la définition?

Posté par
1 Schumi 1
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 13:34

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?

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

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 ?

Posté par
H_aldnoer
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 13:40

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

?

Posté par
1 Schumi 1
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 13:41

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...

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

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

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

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.

Posté par
1 Schumi 1
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 13:48

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.

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

Ok, merci!

Posté par
lafol Moderateur
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 13:59

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 .....

Posté par
1 Schumi 1
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:01

Pourquoi dire dans ce cas, que c'est vrai quelque soit h dans R^n ?

Posté par
lafol Moderateur
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:06

à mon avis, il manque le "tel que a+h dans U" ....

Posté par
H_aldnoer
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:08

ok lafol, et a-t-on bien le fait que a+h est dans U si h est en norme plus petite que r ??

Posté par
lafol Moderateur
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:10

mais pas "seulement si" .....

Posté par
H_aldnoer
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:14

"si et seulement si" alors ?
a+h\in U \Leftrightarrow ||h||<r

Posté par
1 Schumi 1
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:17

A condition que le "r" en question soit le plus grand possible...

Posté par
lafol Moderateur
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:18

non, justement ! si, mais pas seulement !

Posté par
H_aldnoer
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:18

comment ça ?

Posté par
H_aldnoer
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:19

mon dernier post s'adresse à Schumi!

Posté par
1 Schumi 1
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:19

Je retire ce que j'ai dit.

Posté par
H_aldnoer
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:20

lafol, on a donc :
si ||h||<r alors a+h\in U ?

Posté par
lafol Moderateur
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:22

avec r tel que B(a,r) contenu dans U, oui.

Posté par
otto
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:23

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

Posté par
H_aldnoer
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:25

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||)

Posté par
otto
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:28

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.

Posté par
H_aldnoer
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:31

Qu'est-ce qui est "possible" ?
Que a+h soit encore dans U ?

Posté par
otto
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:31

Oui

Posté par
H_aldnoer
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:37

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.

Posté par
Rodrigo
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:38

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.

Posté par
H_aldnoer
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:38

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.

Posté par
H_aldnoer
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:40

A priori r n'est pas "petit", si?

Posté par
otto
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:45

A priori r est suffisament petit pour que B(a,r) soit inclus dans U.

Posté par
Rodrigo
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:45

Aucun nombre n'est petit!

Posté par
Rodrigo
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:45

Mais si on le prend assez petit on est sur que ca marchera

Posté par
lafol Moderateur
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:46

Que r soit petit ou grand n'empêchera pas h d'être petit quand il sera de norme inférieure à r

Posté par
H_aldnoer
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:48

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")

Posté par
lafol Moderateur
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:50

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.

Posté par
H_aldnoer
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:52

Ok lafol,
par contre c'est "il suffit" et pas "il faut" ?

Posté par
lafol Moderateur
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:54

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

Posté par
lafol Moderateur
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:56

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 ....

Posté par
Rodrigo
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 14:59

Tres joli

Posté par
H_aldnoer
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 15:00

C'est assez flou comme image on va dire!
Toutefois, je pense avoir saisi la nuance.

Posté par
Rodrigo
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 15:04

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...

Posté par
lafol Moderateur
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 15:04

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

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

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

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

Ah j'avais pas vu lafol, merci pour ce dessin!
Je pense avoir compris maintenant!

Posté par
lafol Moderateur
re : Définition d'une application différentiable 09-01-08 à 15:18

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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