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Niveau Maths sup
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Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles

Posté par
nicox11
18-11-12 à 20:33

Bonjour !

Comment montrer qu'une fonction de 2 variables admet des dérivées partielles ?
Par exemple :

f(x,y)= (xy²)/(x²+y²) pour (x,y) différent de (0, 0)
= 0 pour (0, 0)


Je sais les calculer, mais je ne sais pas comment montrer qu'elle en admet.
Puis comment calculer la dérivé directionnelle pour h(1,1) ?

Merci de votre aide

Posté par
otto
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 20:36

Bonjour,
le truc est le même que pour montrer qu'une fonction d'une variable réelle est dérivable (même justification).

Pour la dérivée directionnelle, il faut une direction.

Posté par
nicox11
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 20:45

Je m'embrouille un peu et je ne sais pas faire.

je dois faire ça :

f(h,0)-f(0)=df(h)+o(h) ?

mais dans quels n'existent elle pas alors ?
(on trouve forcement df ?)

f(h,0) = h*0/(h²+0) ? donc df(h) = 0 ?

Tout ça me parait bizarre, merci de m'éclairer.

Posté par
otto
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 20:46

Tu calcules [f(h,0)-f(0,0)]/h et tu regardes si la limite existe lorsque h tend vers 0.

Posté par
nicox11
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 20:48

J'ai une forme indéterminée.
lim h->0 0/h

Posté par
otto
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 20:51

Oui, comme pour n'importe quelle dérivée ...
Mais ce n'est pas parce qu'elle est indéterminée qu'elle ne se calcule pas...

Que trouves-tu?

Posté par
nicox11
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 20:53

Et bien ça justement. 0/h, je ne peux rien faire avec ça aussi.

Posté par
otto
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 20:53

Il me semble que 0/h = 0, non?

Posté par
nicox11
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 20:56

Cela fait une forme indéterminé de type 0/0 ?

Posté par
otto
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 20:57

Il me semble bien lorsque l'on multiplie n'importe quel nombre par 0, on trouve 0.

Donc 0/h = 0 pour tout h non nul.

Posté par
nicox11
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 21:00

Ah oui je suis bête, le numérateur n'est  pas une limite !

Du coup on peut dire que f admet des dérivées partielles ? A quoi correspond le 0 qu'on vient de trouver ?

Posté par
otto
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 21:02

C'est la dérivée partielle de f par rapport à x, df/dx (0,0).

Il faut aussi regarder l'autre dérivée partielle (celle par rapport à y).

Posté par
nicox11
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 21:10

Je crois avoir compris. Merci

Pour la dérivée directionnelle, comment dois-je faire (h est précisé (1, 1)) ?

Je pensais faire ça:

lim t->0 [f(0+ht, 0) -f(0, 0)]/t mais ça ne change pas grand chose du ce que je viens de faire.

Posté par
otto
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 21:12

La direction est (1,1) donc cela signifie que tu dois calculer

lim (f((0,0)+h(1,1))-f(0,0))/h

Posté par
nicox11
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 21:18

Je trouve 1/2. Je dois en déduire que f n'est pas dérivable ( car 1/2 différent de 0 ?) Pourquoi avoir pris h(1, 1) et pas autre chose ?

Posté par
otto
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 21:24

Quel rapport avec le fait que la fonction soit dérivable ou pas?

On prend h(1,1) parce que c'est ce qu'on nous demande de prendre. La direction étant (1,1).

Posté par
nicox11
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 21:27

Je sais pas c'est la question d'après, en déduire que f n'est pas dérivable en (x, y) = 0. Mais je n'arrive pas à me représenter ce à quoi correspond cette direction. Et si je prend h(3, 5), ça change quoi ?

Posté par
otto
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 21:29

Si tu prends (3,5) comme direction, tu devras calculer la limite de

[f(0 + h(3,5)) - f( 0 ) ] / h

Posté par
nicox11
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 21:42

D'accord, merci. Mais en quoi cette dérivée directionnelle permet de dire que f n'est pas dérivable en (0, 0) ?

Posté par
otto
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 21:47

Une fonction est différentiable en 0 si

[f(h,k) - f(0,0)]/||(h,k)|| tend vers une limite finie lorsque ||(h,k)|| tend vers 0.

Essaie de trouver une contradiction.

Posté par
otto
re : Montrer qu'une fonction admet des dérivées partielles 18-11-12 à 21:49

Pardon, je rectifie,
f(h,k)= f(0,0) + ah + bk + o(||(h,k)||)

Posté par
annona
dérivées partielles secondes 27-11-13 à 00:16

Salut a tous:
Bon j'ai un probleme de maths, j'espère que vous puissiez m'aider. L'exo est comme suit: montrez que f(x,y)=xy(x^2-y^2)/(x^2+y^2) si (x,y)#(0,0) admet des dérivées partielles secondes en tout point



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