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Dérivées 1° et 2nd de fonctions composées

Posté par philoux (invité) 03-10-05 à 15:39

Bonjour,

Quand on a y=f(x) et x=g(t)

la dérivée première par rapport à t s'écrit-elle bien comme :

dy/dt = (df/dx).(dx/dt) = ( f'(x) ).x'(t) ?

si je désire dériver une nouvelle fois par rapport à t, ai-je la relation :

d²y/dt² = (d²f/dx²).(d²x/dt²) = ( f"(x) ).x"(t) ?

ex. y=x²+1/x
dy/dt = (2x-1/x²).(dx/dt)
d²y/dt² = (2+2/x3).(d²x/dt²)

Merci

Philoux

Posté par olive (invité)re : Dérivées 1° et 2nd de fonctions composées 03-10-05 à 15:56

Pour la dérivée première, c'est correct.
Pour la dérivée seconde, il me semble que ce serai plutôt
d/dt(dy/dx . dx/dt) = d²y/(dt.dx) . dx/dt + dy/dx . d²x/dt² (dérivée d'un produit de fonction)
comme d²f/(dt.dx) est nulle, il reste d²y/dt² = dy/dx . d²x/dt²
Mais je ne suis pas certain de la réponse.

Posté par philoux (invité)re : Dérivées 1° et 2nd de fonctions composées 03-10-05 à 16:01

merci olive

c'est justement cette non-homogéïté qui me chiffonne

Dans mon exemple y = x²+1/x

cela signifierait que l'accélération (t représente le temps) de y vaudrait :

y" = (2x-1/x²).x" ?

serait-ce cela ?

Philoux

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
reérivées 1° et 2nd de fonctions composées 03-10-05 à 16:05

Bonjour philoux;
L'égalité 3$\fbox{d^2{y}/dt^2=(d^{2}f/dx^2)\times(d^{2}x/dt^2) =f''(x)\times x''(t)} est fausse car le terme de droite s'annule si x est affine en t alors que celui de gauche n'as aucune raison de s'annuler.

Sauf erreurs bien entendu

Posté par philoux (invité)re : Dérivées 1° et 2nd de fonctions composées 03-10-05 à 16:11

Merci elhor

mais justement, si la fonction x est affine en t, il n'y a pas d'accélération sur x. Cela ne confirme-t-il pas ?

Confirmes-tu par ailleurs l'expression de olive qui dit ne pas en être certain ?

Sur mon exemple, serait-ce le bon résultat ?

Philoux

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Dérivées 1° et 2nd de fonctions composées 03-10-05 à 16:11

y=f(x) et x=g(t)

y=f(g(t))

Les dérivées sont par rapport à t.

y' = f '(g(t)) . g'(t)

y'' =  f ''(g(t)) . (g'(t))² + g''(t).f '(g(t))
-----
L'exemple n'est pas bon, il manque la relation x = g(t)

y = f(x) = x² + (1/x)
et x = g(t) = 3t²

f(x) = x²+(1/x)
f '(x) = 2x - (1/x²)
f ''(x) = 2 + 2/x³

f '(g(t)) = 6t² - (1/(9t^4))
f ''(g(t)) = 2 + 2/(3t²)^3 = 2 + 2/(27.t^6)

g'(t) = 6t
g''(t) = 6

y''(t) = (2 + 2/(27.t^6)).36t² + 6.(6t² - (1/(9t^4)))

y''(t) = 72t² + (8/3).(1/t^4) + 36t² - (2/3).(1/t^4)

y''(t) = 108t² + (6/3).(1/t^4)

y''(t) = 108t² + 2.(1/t^4)
-----
Vérification:

y = f(x) = x² + (1/x)
et x = g(t) = 3t²

y = 9t^4 + (1/3).(1/t²)

y ' = 36t³ + (1/3). (-2t)/t^4

y ' = 36t³ - (2/3)/t³

y'' = 108t² - (2/3). (-3)/t^4

y'' = 108t² + (2/t^4)
-----
Sauf distraction.  

Posté par philoux (invité)re : Dérivées 1° et 2nd de fonctions composées 03-10-05 à 16:16

Merci J-P

Effectivement, je ne parvenais pas à conclure ni vérifier car je ne m'étais pas donné de relation x=g(t)

Philoux

AUtre question : est-ce que ce type de calcul dérivée seconde composée est de niveau bac ?



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