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plan tangent et systeme de coordonnées

Posté par
robby3
13-03-08 à 11:44

Bonjour tout le monde,
un petit soucis avec un exercice de géométrie différentielle...j'ai des questions inquiétantes...

Citation :
On considere \rm \large S=\{(x,y,z) tq, x^3+yx+z=0\}
1)Montrer que S est une sous-variété de dimension C^{\infty} et déterminer son plan tangent en 0.
2)Le couple de fonctions x_{|S} et y_{|S} est-il un systeme de coordonnées locales de S au voisinage de 0.
3)Meme question pour \rm y_{|S} et z_{|S}.


Alors déjà mpour montrer la sous-variété,j'ai dit que c'est g^{-1}(\{0\}) ou g(x,y,z)=x^3+yx+z
mais faut prouver que g est une submersion cad que la matrice jacobienne de g est de rang maximale.
Et là j'ai betement un probleme pour déterminer la jacobienne...Est-ce (3x^2+y,x,1) ??

pour le plant tangent j'ai trouvé z=0.Est-ce correct?
pour la question 2 j'y réfléchis.

Posté par
robby3
re : plan tangent et systeme de coordonnées 13-03-08 à 11:59

pour la 2) je sais pas trés bien ce qu'il faut faire ne fait,
on m'a dit d'exprimer x,y,z en fonction des autres coorodnnées...
je trouve:
z=-x^3-xy
 \\ y=-\frac{z}{x}-x^2,x\neq 0
 \\ x=+-\sqrt(-y-z)

Posté par
Camélia Correcteur
re : plan tangent et systeme de coordonnées 13-03-08 à 14:42

Bonjour robby3

La jacobienne est correcte, et le 1 en troisième position assure qu'elle est de rang 1 en tout point, donc on a bien une submersion.

Le plan tangent au point (0,0,0) est le noyau de la jacobienne au point O donc c'est bien z=0.

L'application (x,y)(x,y,-x3-xy) est un homéomorphisme d'un voisinage de (0,0) sur un voisinage de O dans S, donc (x,y) est un système de coordonnées locales.

En revanche, tu ne peux pas exprimer de manière unique x en fonction de y et z au voisinage de 0 donc cette fois, y et z ne forment pas un système de coordonnées locales.

Posté par
robby3
re : plan tangent et systeme de coordonnées 13-03-08 à 14:54

Bonjour Camélia:D

Citation :
e 1 en troisième position assure qu'elle est de rang 1 en tout point

>pourquoi le 1 nous assure cela?

Citation :
Le plan tangent au point (0,0,0) est le noyau de la jacobienne au point O donc c'est bien z=0.

>ah D'accord!
Là c'est bien clair au moins!

Citation :
En revanche, tu ne peux pas exprimer de manière unique x en fonction de y et z au voisinage de 0 donc cette fois, y et z ne forment pas un système de coordonnées locales.

>OK!

Peux tu expliciter sur l'homéomorphisme s'il te plait

PS:au passage je te remercie pour ton aide en algebre durant mes révisions...ça a porté grandement ses fruits...,je pense que quandj'aurais tout les résultats définitifs du semestre j'ouvrirais un topic de remerciements.

Posté par
Camélia Correcteur
re : plan tangent et systeme de coordonnées 13-03-08 à 15:08

Reprenons. Une matrice ligne est de rang 1 si elle a un élément non nul. Le fameux 1 n'étant pas nul, il garantit le rang quelque soit les valeurs des autres coordonnées.

L'homéomorphisme est tout bêtement celui que j'ai écrit (de R2 dans S) avec pour réciproque la projection (x,y,z)(x,y).

L'idée est que au dessus du plan xOy on trouve un et un seul point de S près de 0

Bravo pour ta réussite, tu as bien travaillé, tu es récompensé et nous aussi qui sommes ravis de nous sentir utiles!

Posté par
robby3
re : plan tangent et systeme de coordonnées 13-03-08 à 15:13

mais est-ce qu'on utilise tout le temps cette méthode?
on trouve un homéo définis sur deux ouverts...
parce que si on le voit pas l'homéo...?

merci

Posté par
Camélia Correcteur
re : plan tangent et systeme de coordonnées 13-03-08 à 15:25

Si c'est défini à partir d'une submersion, on sait à cause du théorème des fonctions implicites que la variable par rapport à laquelle la dérivée partielle est non nulle s'exprime en fonction des autres. La jacobienne en 0 est ici (0,0,1) donc c'est garanti que z s'exprime en fonction de x et y et il est probable que x et y en fonction des autres posent problème.

Ceci étant dit, en général on ne sait pas expliciter un système de coordonnées locales; les théorèmes assurent son existence et c'est tout. C'est même à ça que servent les théorèmes d'existence!

Posté par
robby3
re : plan tangent et systeme de coordonnées 13-03-08 à 16:50

Ok Camélia!
Merci bien!



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