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Niveau Maths sup
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question sur les coordonnées cylindrique et sphérique

Posté par
master_och
26-12-06 à 19:56

salut tt le monde
Voilà je suis de retour sur l'île , j'éspere que tout le monde va bien!
En faite j'ai quelques problemes sur la divergence, le rotationnel et le laplacien en coordonnées cylindrique et sphérique et je serai reconnaissant si on m'aide a mieu comprendre.
J'ai fait une petite recherche sur ce sujet mais j'ai pa trouvé exactement ce que j'ai cherché, je trouve toujours la formule de la divergence, le rotationnel et le laplacien sans montrer comment on a trouvé ce résultat et c'est ce qui me gene ,
voici un lien de l'île [lien].
En fait en faisant une petite analogie avec les coordonnées cartésiennes et en appliquant l'operateur nabla:
-(/r,/r,/z) pour les coordonnées cylindriques.
-(/r,/r,/r sin) pour les coordonnées sphériques.
je peux comprenre la formule du gradient mais j'arrive pas à comprendre comment on a calculer la divergence, le rotationnel et le laplacien.
J'attends votre aide et merci d'avance .

Posté par
roxygirl_btz
re : question sur les coordonnées cylindrique et sphérique 09-12-07 à 21:57

Bonsoir à tous !

J'ai exactement le même soucis que master_och, et j'ai DS demain matin, alors si quelqu'un est motivé pour m'aider un petit peu, c'est pas de refus !

D'avance merci

Posté par
JJa
re : question sur les coordonnées cylindrique et sphérique 10-12-07 à 08:30

Bonjour,

les démonstrations des formules selon les différents systèmes de coordonnées sont du calcul bourrin, très simple en théorie, mais fastidieux à développer.
Par exemple, pour les coordonnées cylindriques (r,t), on part de :
x = r.cos(t)
y = r. sin(t)
dx = cos(t).dr - r.sin(t).dt
dy = sin(t).dr + r.cos(t).dt
Par exemple, étant donné une fonction F(x,y)
dF = (dF/dx)dx + (dF/dy)dy
dF = (dF/dx)(cos(t).dr - r.sin(t).dt) +(dF/dy)(sin(t).dr + r.cos(t).dt)
dF = ((dF/dx)cos(t)+(dF/dy)sin(t))dr + (-(dF/dx)r.sin(t)+(dF/dy)r.cos(t))dt
et puisque dF = (dF/dr)dr + (dF/dt)dt , on trouve par identification :
dF/dr = (dF/dx)cos(t)+(dF/dy)sin(t)
dF/dt = -(dF/dx)r.sin(t)+(dF/dy)r.cos(t)
Puis on résout ce système de deux équations linéaires ayant deux inconnues : (dF/dx) et (dF/dy), ce qui donne les formules de (dF/dx) et (dF/dy) en fonction de (dF/dr) et (dF/dt).
Ce sont ces formules de (dF/dx) et (dF/dy) qui sont ensuite reportées dans le gradiant, le rotationnel, etc., d'abord écrit en coordonnées cartésiennes, pour trouver les formules correspondantes en coordonnées cylindriques.
Idem pour les dérivées secondes, lorsqu'on veut exprimer le laplacien par exemple.
C'est le même principe (développement, identification, simplification) pour toutes les expressions ou opérateurs, avec des calculs plus ou moins compliquées suivant les cas.



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