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Niveau Licence Maths 1e ann
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Fonctions à deux variables - Courbes de niveau

Posté par
MessireZeme
09-01-15 à 12:34

Bonjour !

Je suis vraiment embêté puisque je ne comprends vraiment rien à la leçon sur les fonctions à deux variables...
Pour tracer les courbes de niveau par exemple, je ne sais pas vraiment comment procéder...

Voici l'énoncé d'un exercice:

Tracer les courbes de niveau et le surfaces de:

a) f(x,y)= racine(x²+y²)
b) f(x,y)= y²
c) f(x,y)= ln(1+x²+y²)
d) f(x,y)= x²-3y²

Si j'ai bien compris, il faut commencer par donner le domaine de définition ?
a) Df={(x,y)∈R²}
Ensuite je pose:
z= racine(x²+y²)
Je vois pas trop à quoi ça me sert en fait... Je comprends pas comment de là on va pouvoir obtenir des courbes de niveau...

HELP ^^

Posté par
Glapion Moderateur
re : Fonctions à deux variables - Courbes de niveau 09-01-15 à 12:47

Bonjour, les courbes de niveau sont les courbes telles que f(x,y) = k
par exemple pour a) ça va te donner des cercles concentriques.

Posté par
boninmi
re : Fonctions à deux variables - Courbes de niveau 09-01-15 à 12:48

Une courbe de niveau est l'ensemble des points M(x,y,z) de la surface d'équation z=f(x,y) tels que f(x,y) ait pour valeur une constante k donnée (on aura donc z=k). Par exemple, pour a)

(x2+y2)=k

ou en élevant au carré:

(x2+y2)=k2

ce qui est, dans le plan d'équation z=k, le cercle de centre I(k,0,0) et de rayon |k|

Regarde une carte IGN pour mieux comprendre la notion.

Posté par
MessireZeme
re : Fonctions à deux variables - Courbes de niveau 09-01-15 à 13:10

Merci à tous les deux pour vos réponses !
Je comprends la notion de courbe de niveau, mais je ne comprends pas comment de (x²+y²)=k² par exemple vous pouvez en déduire que c'est un cercle...

Ya-t-il une démarche à suivre pour tracer ces courbes de niveau ? Ou est-ce seulement intuitif ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : Fonctions à deux variables - Courbes de niveau 09-01-15 à 13:29

tu devrais pourtant reconnaître l'équation typique d'un cercle qui est (x-a)²+(y-b²)=R² ou encore x²+y²-2ax-2by+c=0
on doit apprendre ça en seconde ou en première.
(dès qu'une conique a du x²+y² et pas de xy, c'est un cercle)

Posté par
MessireZeme
re : Fonctions à deux variables - Courbes de niveau 09-01-15 à 13:42

Ah oui, d'accord !
Mais pour le b) ça donne quoi ?
f(x,y)=k
donc y²=k
ainsi dans le plan z=k on obtient une parabole ? puisque z=y²

Posté par
Glapion Moderateur
re : Fonctions à deux variables - Courbes de niveau 09-01-15 à 14:10

non, y²=k y=k est constitué des deux droites parallèles à ox qui ont ces équations.

Posté par
MessireZeme
re : Fonctions à deux variables - Courbes de niveau 09-01-15 à 14:52

Ahhh d'accord, je comprends ça.
Du coup comment ça marche quand il y a plusieurs variables (là il n'y avait que y)

Mon raisonnement a-t-il un semblant de vrai:

c) f(x,y)=ln(1+x²+y²)
ln(1+x²+y²)=k
<=>1+x²+y²=e^k

Donc f(0,y): 1+y²=e^k
<=> y= racine(e^k-1)

Et f(x,0): 1+x²=e^k
<=> x= racine(e^k-1)

Les courbes en x et en y sont identiques et croissantes quand x et y sont positifs.
Donc ça nous donnerait un plan qui part de (0,0) et qui croît en x et en y.

Honnêtement, mes pistes peuvent vous paraître vraiment hasardeuses, mais mon prof n'a pas eu le temps de nous faire ce cours... Je dois donc chercher moi même pour comprendre cette leçon qui peut tomber en exam...

Merci de votre aide en tous cas

Posté par
Glapion Moderateur
re : Fonctions à deux variables - Courbes de niveau 09-01-15 à 15:48

1+x²+y²=e^k encore des cercles de centre O (pourquoi faire y = 0 ? )

Quand tu fais f(x,y)=k tu tombes sur l'équation implicite de la courbe.



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