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Programme de mathématiques BCPST, première année · semestre 2

c) Dérivées partielles

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249 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Dérivées partielles.
Fonctions de classe $\mathscr{C}^1$ sur un pavé ouvert du plan.
Dans un énoncé on ne demandera jamais de montrer qu’une fonction est de classe $\mathscr{C}^1$.
Utilisation des dérivées partielles premières pour évaluer une petite variation de la valeur d’une fonction de classe $\mathscr{C}^1$ découlant de petites variations sur les variables.
Définition du gradient ; calcul dans un repère orthonormal en coordonnées cartésiennes.
Dérivation d’une expression de la forme $t \mapsto f(x(t), y(t))$, la fonction $f$ étant de classe $\mathscr{C}^1$ et les fonctions $x$, $y$ étant dérivables.
On pourra donner sans démonstration l’interprétation graphique du gradient.
Définition de point critique. Lien avec l’existence éventuelle d’extremum dans le cas d’une fonction définie sur un pavé ouvert et admettant des dérivées partielles.
Toute condition suffisante d’extrémalité est hors programme.
Application à l’ajustement affine par les moindres carrés.
L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 2634

Utiliser une approximation affine bien choisie pour calculer une valeur approchée des nombres suivants: ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 2638

Calculer les matrices hessiennes des fonctions \(f\) définies par les expressions suivantes sur leur domaine de dé ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 2639

Soit \(f\colon \R^2\setminus\{(0,0)\}\longrightarrow \R\) une fonction de classe ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 2640

Les variables étant notées \(x\) et \(t\), trouver la solution générale ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 2642

Trouver les points critiques de la fonction \(f\) suivante et déterminer si ce sont des minima locaux, des maxima ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 2643

Soit \(f\) une fonction réelle d’une variable réelle de classe \({\rm C}^2\) dans ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 2644

Déterminer l’équation du plan tangent à la surface de niveau \[\sin(\pi xy)+\sin(\pi yz) =1,\] au point de coordo ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 2645

Soit \(\cal C\) la courbe plane d’équation \(f(x,y)=ye^{x}+e^y\sin(2x)=0\).

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 2650

Soit \(f:\R^2\to\R\) définie par ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 2654

On considère la fonction \[f(x,y)=(1+2\cos^2(\pi x))(1-\exp(-y^2))+\sin(\pi x).\] Son graphe est reproduit dans l ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 3949

Soit \(f:\R \to \R\) dérivable telle que : ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4089

Soit \(f : \R \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^2\) telle que : ...

L2 Analyse Equation différentielle

exo7 4125

Existe-t-il une fonction \(f : (y,t) \to f(y,t)\) de classe \(\mathcal{C}^1\) et ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4130

Soit \(f\) une application minorée et de classe \(\mathcal{C}^1\) sur  ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4136

Calculer les dérivées partielles des fonctions :

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4137

Soit \(f : {\R^3} \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^1\) telle que ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4138

Soit \(f(x,y) = \arcsin\left(\frac{1+xy}{\sqrt{(1+x^2)(1+y^2)}}\right)\) et ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4140

Soit \(f : {\R^2} \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^1\) et ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4141

Soient \({u,v,f,g} : {\R^2} \mapsto \R\) des fonctions de classe ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4142

Soient \(P \in \C[X]\) et \(f : {\R^2} \to \C, {(x,y)} \mapsto {P(x+iy).}\) Montr ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4143

Soit \(f : {\R^2} \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^2\), et ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4144

Soient \(f : {\R^3} \mapsto \R\) de classe \(\mathcal{C}^2\), ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4145

Soit \(f\) une application de classe \(\mathcal{C}^2\) de ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4146

Soit \(f:\R \to \R\) une fonction \(\pi\)-périodique de classe ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4147

Soit \(f(x,y) = \frac{x^3y}{x^2+y^2}\) si \((x,y)\ne 0\) et ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4148

Trouver \({f_k} : {\R^2} \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^k\) telle que les ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4151

Soient \({f,g} : {\R^2} \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^n\). Calculer ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4152

Déterminer les fonctions \(f : {D \subset {\R^2}} \to \R\) vérifiant :

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4156

Déterminer les fonctions \(f : {\R^{+*}\times \R^{+*}} \to \R\) vérifiant : ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4157

Trouver les fonctions polynomiales \(f : {\R^2} \to \R\) vérifiant : ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4158

Soit \(f : {\R^2} \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^2\). Démontrer que : ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4159

Problème d’ajustement linéaire : Etant donné \(n\) couples de réels ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4161

On pose \(f(x,y) = (x+y,xy) = (u,v)\). Montrer que \(f\) induit un ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4163

Soit \(U\) un ouvert convexe de \(\R^p\) et ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4164

On considère la courbe d’équation \(e^{x-y} = 1+2x+y\). Donner la tangente à cette courbe et la position par rappo ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4165

Montrer que l’équation : \(x^3+y^3-3xy=1\) définit au voisinage de \(0\) une fonc ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4166

Montrer que l’égalité \(2e^{x+y} + y - x = 0\) définit \(y = \varphi(x)\) au vois ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4168

Soit \(f:\R \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^1\).

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4169

Soit l’équation \((*) \Leftrightarrow x^5 + \lambda x^3 + \mu x^2 -1 = 0\). Montrer qu’il existe un voisinage, ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4171

Soit \(f : {U \subset \R^n} \to {\R^p}\) de classe \(\mathcal{C}^1\) dont les dér ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4173

Soit \(U\) un ouvert convexe de \(\R^2\) contenant  ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4178

Pour chacune des trois normes classiques sur \(\R^2\) dire en quels points elles sont différentiables.

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4180

Soit \(f:\R \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^1\) et ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4181

Soit \(U\) un ouvert de \(\R^2\).

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4183

On pose : ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4184

Soit \({f} : {\R^n} \to {\R^n}\) de classe \(\mathcal{C}^1\) et ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4186

Soit une fonction \(f\) de classe \(\mathcal{C}^2\) sur le disque unité du plan, ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4191

Chercher les extrémums des fonctions \(f(x,y)\) suivantes :

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4192

Soit \(A \in \R^p\) fixé et \(f : {\R^p} \to \R, M \mapsto {AM^2}\) ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4195

Soient dans \(\R^2\) : \(A=(0,a)\), \(B=(b,-c)\) ...