Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau LicenceMaths 2e/3e a
Partager :

Différentielle seconde d'une composée

Posté par
Kernelpanic
24-05-19 à 10:39

Bonjour,

en T.D nous n'avons jamais calculé de différentielles secondes de composées, produit etc... seulement de fonctions simples ou d'une somme de fonctions simples. J'ai regardé un peu sur Internet et je ne suis tombé que sur un forum qui en parle, seulement j'ai du mal à comprendre si l'auteur parle de composée ou de produit (ses notations sont assez ambigües).

Par exemple, pour des fonctions f et g de classe C^2 définies sur des bons domaines tels que l'on puisse poser g = f o h, comment calculer la différentielle seconde ?

La différentielle première : pas de souci, on connait la formule :

Dg_t = Df_{h(t)} o Dh_t

Sur le forum, on parle de la bilinéarité en Df_{h(t)} et Dh_t, j'ai donc pensé à poser des fonctions du style :

- à deux fonctions linéaires j'associe la composée (cette fonction est donc bilinéaire)
- à un vecteur t j'associe le couple de la différentielle de f en h(t) et la différentielle de h en t

mais j'ai l'impression de tourner en rond... comment faire pour trouver la formule ? je suppose qu'à partir de là, je comprendrai comment trouver celle du produit etc...

Merci d'avance !

Posté par
Poncargues
re : Différentielle seconde d'une composée 24-05-19 à 12:17

La differentielle seconde n'est que la differentielle appliquée une seconde fois. La differentielle d'un composé étant le composé des differentielles tu as la meme chose sur les differentielles secondes, ensuite c'est eventuellement une histoire d'identifications, mais géométriquement la differentielle seconde va de TTX dans TTY et la formule usuelle s'applique.

Posté par
Kernelpanic
re : Différentielle seconde d'une composée 24-05-19 à 13:43

J'ai procédé ainsi.

Soient E, F et G trois e.v et U, V des ouverts des espaces E et F. On définit :

h : U \to V, ~~~~~~ \mathcal{C}^2 \\ f : V \to G, ~~~~~ \mathcal{C}^2 \\ g : U \to G, ~~~~~~ \mathcal{C}^2 \\ ~~~~~ t \Rightarrow f o~ h (t)

Par différentielle de composé :

Dg_t = Df_{h(t)} o Dh_t

Notons l'application : Dg : U \to \mathcal{L}(U, G) \\ ~~~~~~~ t \Rightarrow Dg_t

Si on définit :

\phi (t) = (Df_{h(t)}, Dh_t) ~~~~ \mathcal{C}^1 \\ \psi(f,g) = f o~ g ~~~~~~~~~~~~ \mathcal{C}^1

On a : Dg(t) = \psi o \phi(t)

\psi est bilinéaire.

Par différentielle de composée, on obtient :

D^2g(t) = D\psi(\phi(t)) o D\phi(t) \\ \\ ~~~~~~~~~ = D^2f_{h(t)} ~o~ Dh_t + Df_{h(t)}~o~D^2h_t

est-ce que cela semble correct ? La composé de la différentielle seconde par la différentielle première me pose pas mal de problème étant donné qu'au niveau des espaces d'arrivés ça ne colle pas. Par suite si je bricole j'obtiens :

[D^2g(t)](u,v) = [D^2f_{h(t)}](Dh_t(u), Dh_t(v))} ~+~ [Df_{h(t)}](D^2h_t(u,v))

Posté par
Poncargues
re : Différentielle seconde d'une composée 24-05-19 à 15:16

La forume que tu obtiens est correcte
Mais il y a des erreurs dans ce que tu as écrit, ecris proprement la differentielle de phi et psi (d'ailleurs phi est lui aussi un composé, tu devrais avoir 3 fonctions pour bien voir comme ca se passe).
Si comp est l'application de composition tu calcules d(comp\circ F \circ G) avec G(t)=(t, h(t)) et F(u,v)=(dh(u), df(v)), ce qui doit donner la formule que tu écris.

Posté par
Kernelpanic
re : Différentielle seconde d'une composée 24-05-19 à 15:22

Parfait, toujours un plaisir de recevoir ton aide. Je finis mes probas et je m'y mets.
Bonne journée

Posté par
Poncargues
re : Différentielle seconde d'une composée 24-05-19 à 15:42

Pas de problème, en fait il faut quand meme réaliser que la differentielle seconde est un objet un peu "multi-forme" géométriquement (par exemple la hessienne d'une fonction sur une variété n'est définie qu'en un point critique).
Apres je sais pas ce que tu veux faire avec ta formule, mais je doute qu'elle ait un interet faramineux, si tu raisonnes géométriquement et que tu vois la differentielle df: TX->TY, alors c'est la fonctorialité de la differentielle qui fait "tout" (i.e le fait que d(fog)=dfodg), l'expression en coordonnées de la differentielle seconde à finalement assez peu d'interet.

Posté par
Kernelpanic
re : Différentielle seconde d'une composée 24-05-19 à 16:24

En fait, le peu de chose que j'ai fait avec les différentielles est lié à un cours de topologie sur les E.V.N, la géométrie différentielle je ne verrais ça que l'année prochaine il me semble, c'est pour ça que j'ai un peu de mal à cerner la chose... Je m'entraîne juste à calculer des différentielles rapidement sans savoir réellement ce que c'est, car c'est ce qu'on va me demander pendant mes partiels. Néanmoins avec ces trois mois de vacances, j'aurai le temps d'approfondir ce sujet.

Posté par
Kernelpanic
re : Différentielle seconde d'une composée 24-05-19 à 16:43

Par ailleurs, j'ai réussi à trouver la bonne formule du coup (j'étais parti du principe que la différentielle de F était égale à la différentielle de ses composantes )



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1724 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !