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Niveau Licence Maths 1e ann
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Extremums locaux et globaux - fonctions deux variables

Posté par
Tedsoo
20-04-23 à 18:32

Bonjour,

j'ai un exercice sur les fonctions à deux variables, et sur certaines équations, j'ai des doutes ou des interrogations.

Énoncé :

Soit une fonction f(x;y) : f(x;y)=4x-2x²-2y² définie sur D = R² \mid x²+y²\leq 25

1) Précisez la nature du domaine.

Ici, j'ai indiqué qu'il s'agissait d'un domaine fermé et borné, au vu de sa représentation graphique (boule)

2) Déterminez les points stationnaires et précisez leur nature.

Ici, aucun problème. On trouve 1 seul point critique de coordonnées (1;0) et il s'agit d'un maximum local.

3) Étudiez les possibles extrema situés sur le bord de D.

Là, ça se complique. J'ai tenté quelque chose, mais je ne sais pas si ça a du sens, ou s'il y a plus rapide.

Soit g(x)=f(x;\sqrt{25-x²})=4x-50

Soit h(x)=f(x;-\sqrt{25-x²})=4x-50

J'en déduis que g'(x)=h'(x)=4

Mais, là, je ne sais pas quoi en conclure.

4) Conclure sur les extrema globaux de cette fonction. On donnera leur valeur.

Le maximum local (1;0) est bien un maximum global après avoir étudié le signe de f(x;y)-f(1;0)\leq 0

Mais comme je ne sais que conclure pour la question 3), je ne sais pas s'il y en a d'autre.


Merci à tous !

Posté par
carpediem
re : Extremums locaux et globaux - fonctions deux variables 20-04-23 à 18:50

salut

1/ puisqu'on est dans le plan pourquoi ne pas répondre très exactement "D est le disque fermé de centre l'origine et de rayon 5" ?

2/ + 4/ on peut remarquer que f(x, y) = 2[1 - \{(x - 1)^2 + y^2 \}]

qui montre que f est maximale en (1, 0)et que ce maximum est 2

3/ pourquoi ne pas passer en coordonnées polaires en posant x = 5 cos t et y = 5 sin t ?

Posté par
carpediem
re : Extremums locaux et globaux - fonctions deux variables 20-04-23 à 18:52

ou encore sur le bord du disque D alors x^2 + y^2 = 25

donc f(x, y) = 4x - 50 ...  tout simplement ...

Posté par
Tedsoo
re : Extremums locaux et globaux - fonctions deux variables 20-04-23 à 18:53

Salut,

merci pour toutes ces précisions.

Pour la 3), il me semble que notre prof ne désire pas qu'on utilise les coordonnées polaires, car on n'a pas encore abordé la trigonométrie.

Merci,

Posté par
carpediem
re : Extremums locaux et globaux - fonctions deux variables 20-04-23 à 18:53

et il est facile d'étudier cette fonction d'une variable sur l'intervalle immédiat [-5, 5] ...

Posté par
Tedsoo
re : Extremums locaux et globaux - fonctions deux variables 20-04-23 à 18:55

Donc, la constance des dérivées de g(x) et h(x) prouve qu'il n'y a pas d'extrema globaux au bord de D ?

Posté par
Tedsoo
re : Extremums locaux et globaux - fonctions deux variables 20-04-23 à 18:55

Ah oui, je comprends ce que vous voulez dire.

Posté par
Tedsoo
re : Extremums locaux et globaux - fonctions deux variables 20-04-23 à 18:58

Du coup :

fonction croissante sur [-5 ; 5], avec f(-5)=-70 ; et f(5)=-30

Donc, min global en -5 et max global en 5 ?

Posté par
carpediem
re : Extremums locaux et globaux - fonctions deux variables 20-04-23 à 19:01

ben oui tout simplement ...

et pas besoin de dérivée avec une fonction affine

il suffit de justifier son sens de variation ...

Posté par
Tedsoo
re : Extremums locaux et globaux - fonctions deux variables 20-04-23 à 19:02

Super, merci beaucoup !

Posté par
carpediem
re : Extremums locaux et globaux - fonctions deux variables 20-04-23 à 19:14

de rien



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