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Différnetiable dans toute les directions

Posté par
robby3
01-12-07 à 11:45

Bonjour à tous, je me posais une question,
si f est différentiable en un point a d'un ouvert U inclus dans R par exemple.
On sait alors que f est différentiable dans toutes les directions en ce point mais est-ce une définition ou une propriété...
Existe t-il une démontration de
f différentiable en a <=> f différentaible en a dans toutes les directions ??

Merci d'avance de vos réponses meme si la question me semblée idiote.

Posté par Bluberry (invité)re : Différnetiable dans toute les directions 01-12-07 à 11:53

Hello,

J'aurai tendance à penser qu'il n'y a pas équivalence car une fonction définie sur R^n peut avoir des dérivées partielles suivant toutes les variables sans être différentiable.
Or si df/dx1, df/dx2, ...,df/dxn existent f est différentiable dans toutes les directions me semble-t-il.

Posté par
H_aldnoer
re : Différnetiable dans toute les directions 01-12-07 à 11:56

salut,

alors c'est l'implication => qui est toujours vrai.
en effet, f admet en a des dérivées dans toutes les directions signifie que la fonction \phi : t\to f(a+th) est dérivable en 0
cad \frac{\phi(t)-\phi(0)}{t}\longrightarrow_{t\to 0} \phi'(0)

on montre alors que si f est diff. en 0, ceci est vrai.

Posté par
robby3
re : Différentiable dans toute les directions 01-12-07 à 11:57

ok,
alors il y auarait seuelment l'implication réciproque?
ça se démontre?
Merci Bluberry!

Posté par
robby3
re : Différnetiable dans toute les directions 01-12-07 à 11:58

Ok H,ça c'est justement la définition d'une dérivée directionnelele en un point a.

Mais la réciproque serait fausse?
si on est dérivable dans toutes les directions en un point,on est pas forcément différentiable en ce point??

Posté par
H_aldnoer
re : Différnetiable dans toute les directions 01-12-07 à 11:58

*que si f est diff. en a.

d'ailleurs il suffit de l'écrire : f(a+th)=f(a)+Df(a).th+o(||h||)=f(a)+t[Df(a).h]+o(||h||)
donc f(a+th)-f(a)=t[Df(a).h]+o(||h||)

en divisant par t, on obtient le résultat.

Posté par
H_aldnoer
re : Différnetiable dans toute les directions 01-12-07 à 11:59

Citation :
si on est dérivable dans toutes les directions en un point,on est pas forcément différentiable en ce point

voila c'est exactement ce que tu dis qui est correct!

Posté par
robby3
re : Différnetiable dans toute les directions 01-12-07 à 12:04

ok je veux bien que ce soit correct mais as tu un exemple qui le montre??
Concretement?

Posté par
H_aldnoer
re : Différnetiable dans toute les directions 01-12-07 à 12:11

y'en a dans les tds

f(x,y)
=xy/(x^2+y^2) ailleurs
=0 si(x,y)=(0,0)

déjà elle n'est pas continue en (0,0) car f(x,x)=1/2 qui ne tend pas vers 0.
donc elle n'est pas diff. en (0,0)

reste à montrer qu'elle admet quand même en (0,0) des dérivées dans toutes les directions.

on regarde l'application \phi : t\to f(th) pour h=(h_1,h_2) et la dérivabilité de cette application en 0

Posté par
robby3
re : Différnetiable dans toute les directions 01-12-07 à 12:15

on étudie

\rm \large \lim_{t\to 0} \frac{f(th)}{t}=\lim_{t\to 0} \frac{t^2.h_1h_2}{t^2(h_1^2+h_2^2)}=\frac{h_1h_2}{(h_1^2+h_2^2)

C'est ça?

Posté par
H_aldnoer
re : Différnetiable dans toute les directions 01-12-07 à 12:20

en bas de ton quotient il y a du ^3 je pense.
mais c'est bien ça.

Posté par
robby3
re : Différnetiable dans toute les directions 01-12-07 à 12:30

Ok merci!!

Posté par
H_aldnoer
re : Différnetiable dans toute les directions 01-12-07 à 12:33

ok mais je pense qu'il faudra quand même distinguer le cas h=0 car pour que cette limite soit effectivement finie, il faut que le quotient ne s'annule pas !

mais ici c'est pas grave, si h=0, la fonction \phi est identiquement nulle.

Posté par
robby3
re : Différnetiable dans toute les directions 01-12-07 à 12:35

Ok!
C'était juste histoire d'avoir un exemple sous la main au cas ou...
C'est toujours utile



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