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Programme de mathématiques MP, MPI

b) Différentielle

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129 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Application différentiable au point $a$.
Notation $o(h)$. Développement limité à l’ordre 1.
Lorsque $f=(f_1,\dots,f_p)$, $f$ est différentiable en $a$ si et seulement si toutes les $f_i$ le sont.
Si $f$ est différentiable en $a$, alors $f$ est continue en $a$ et dérivable en $a$ selon tout vecteur.
Différentielle de $f$ en $a$, encore appelée application linéaire tangente à $f$ en $a$. Unicité de la différentielle et relation $\mathrm{d}f(a)\cdot v=\mathrm{D}_vf(a)$.
Notation $\mathrm{d}f(a)$.
Application différentiable sur un ouvert $\Omega$. Différentielle sur $\Omega$.
Notation $\mathrm{d}f$.
Cas particuliers : application constante, application linéaire.
Lien entre différentielle et dérivées partielles.
Si $\Omega$ est un ouvert de $\mathbb{R}^n$ et si $f$ est à valeurs dans $\mathbb{R}^m$, la matrice jacobienne de $f$ en $a$ est la matrice de $\mathrm{d}f(a)$ dans les bases canoniques.
Cas des fonctions d’une variable : si $\Omega$ est un intervalle ouvert de $\mathbb{R}$, la différentiabilité de $f$ en $a$ équivaut à la dérivabilité de $f$ en $a$ ; relation $f'(a)=\mathrm{d}f(a)\cdot1$.
Si l’espace $E$ est euclidien, gradient en $a$ d’une application numérique différentiable en $a$. Expression du gradient en base orthonormée.
Notation $\nabla f(a)$.
Interprétation géométrique : si $\nabla f(a)\neq0$, $\nabla f(a)$ est positivement colinéaire au vecteur unitaire selon lequel la dérivée de $f$ en $a$ est maximale.
L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 2632

Soit \(f\) la fonction définie sur \(\R^2\) par ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 2633

Soit la fonction \(f\colon\R^2\to\R\) définie par ...

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 2635

Calculer les différentielles suivantes, sans calculer des dérivées partielles, en utilisant les propriétés des différentielles de sommes, produits ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 2637

Soit \(g\colon\R_{>0}\times \R_{>0}\to \R\) une fonction de classe \(C^1\) ...

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

exo7 2651

Soit \(f:D\subset \R^m\to\R^n\) et \(a\in D\). Donner la définition de “ ...

L2 Géométrie Analyse vectorielle

exo7 2685

Dans \(\R^3\), soit \({\bf U}\) un champ vectoriel arbitraire, ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 3999

Soit \(f : {\R} \to {\R}\) continue. On suppose que : ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4088

Soient \(f,g\) deux fonctions continues et \(a\in\R\) vérifiant : ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4089

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

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4115

Soit \(n>0\) et ...

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 4140

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

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 4150

Soit \(\varphi : {\R^2} \to {\R^2}\) une application affine.

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

exo7 4167

Soit \(f(x,y) = x\ln x - y\ln y\) \((x,y > 0)\).

Pour ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4168

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

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

exo7 4172

Soit \(f : {\mathcal{M}_n(\R)} \to \R, M \mapsto {\det M.}\)

Montrer que ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4176

Soit \(f : {\mathcal{M}_n(\C)} \to {\mathcal{M}_n(\C)}, M \mapsto {\exp(M).}\)

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4177

Soit \(E\) un espace vectoriel euclidien et \(f : E \to E\) de classe ...

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 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 4190

Soit \(E\) l’ensemble des fonctions continues de \([0,1]\) dans  ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 4200

Soit \(B\) la boule unité de \(\R^{n}\), ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4218

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

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4366

Étudier \(\int_{t=0}^{+\infty} \frac{e^{-tx}}{1+t^2}\,d t\).

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 5555

Déterminer la classe de \(f\) sur \(\Rr^2\) où ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 5893

Soit \(f\) une application de \(\Rr^n\) dans ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 5895

Soit ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 5899

Déterminer la différentielle en tout point de ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 5901

\(E =\Rr^n\) est muni de sa structure euclidienne usuelle. Montrer que ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 5905

Soit \(f~:~\Rr^2\rightarrow\Rr^2\) de classe \(C^2\) dont la différentielle en to ...

L2 Géométrie Analyse vectorielle solution

exo7 5907

Soit \(\omega=x^2dx+y^2dy\). Calculer l’intégrale de \(\omega\) le long de tout c ...

L3 Calcul différentiel Différentiabilité, calcul de différentielles

exo7 6255

Soit \(H\) un espace préhilbertien sur \(\Rr\), et ...

L3 Calcul différentiel Différentiabilité, calcul de différentielles

exo7 6256

Soit \(a\in \Rr^n\) et \(f:{\Rr^n}\backslash\{a\}\to {\Rr^n}\) définie par ...

L3 Calcul différentiel Différentiabilité, calcul de différentielles

exo7 6257

Soit \(B\) une application bilinéaire de \(E\times F\) dans ...

L3 Calcul différentiel Différentiabilité, calcul de différentielles

exo7 6261

Soient \(E,F\) des espaces normés, \(\Omega\) un ouvert de ...

L3 Calcul différentiel Différentiabilité, calcul de différentielles

exo7 6263

Soit \(\Omega\) un ouvert convexe de \(\Rr^n\) et ...

L3 Calcul différentiel Différentielle d'ordre supérieur, formule de Taylor

exo7 6287

Soient \(E_1,E_2\) et \(F\) des espaces normés et ...

L3 Calcul différentiel Différentielle d'ordre supérieur, formule de Taylor

exo7 6289

Soit \(f:\Rr^n\to\Rr^n\) de classe \(C^2\) telle que, pour tout ...

L3 Calcul différentiel Autre

exo7 6292

Une fonction \(f:U \subset \Rr^n \to \Rr\) est dite harmonique si ...

L3 Calcul différentiel Autre

exo7 6295

Soit \(U\) l’ouvert \(\Rr^3\) privé de l’axe des ...

L3 Calcul différentiel Autre

exo7 6297

Soient \(\rho, \theta, \varphi\) les coordonnées sphériques dans \(\Rr^3\). On po ...

L3 Calcul différentiel Autre

exo7 6298

Dans \(\Rr^n\), on pose ...