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Programme de mathématiques PT

d) Propriétés métriques d’une courbe plane

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52 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Longueur d’une courbe paramétrée régulière.
Définition par la formule intégrale.
Abscisse curviligne, paramétrage par une abscisse curviligne pour une courbe régulière.
Repère de Frenet $(M, \overrightarrow{T}, \overrightarrow{N})$, normale.
Courbure en un point régulier, formules de Frenet.
La courbure est définie par $\dfrac{\mathrm{d}\overrightarrow{T}}{\mathrm{d}s} = \gamma \overrightarrow{N}$.
Interprétation géométrique du signe de la courbure.
La formule donnant la courbure à partir du déterminant de la vitesse et de l’accélération est hors programme.
Expression $\overrightarrow{T}(t) = \cos(\alpha(t))\vec{\imath} + \sin(\alpha(t))\vec{\jmath}$.
Les problèmes liés à la régularité de $\alpha$ ne sont pas un attendu du programme.
Expression de la courbure $\gamma = \dfrac{\mathrm{d}\alpha}{\mathrm{d}s}$.
On interprète géométriquement la valeur de $\lvert\gamma\rvert$ sans démonstration formelle.
Point birégulier d’une courbe de classe $\mathscr{C}^2$.
Rayon de courbure en un point birégulier. Centre de courbure. Cercle de courbure.
On interprète géométriquement le rayon et le cercle de courbure sans démonstration formelle.
Développée d’une courbe birégulière : ensemble des centres de courbure.
L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2059

Déterminer la longueur de la courbe \(y = \sqrt{x} (1-\dfrac x3)\) pour ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2060

Déterminer une abscisse curviligne, la longueur et la développée de l’astroïde.

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2061

Calculer le rayon de courbure de \(\rho (\theta) = \cos (\dfrac{\theta}3)\) en fonction de ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2062

Soit \(\mathcal{P}\) la parabole \(y^2 = x\). Déterminer une équation paramétrée ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2063

Soit \(\Gamma\) la courbe \(\rho (\theta) = \sqrt{\sin (2 \theta)}\).

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2064

Soit \(M (s)\) un arc \(C^2\) birégulier paramétré par une abscisse curviligne. S ...

L2 Géométrie Analyse vectorielle

exo7 2080

Calculer l’aire d’une astroïde.

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2691

Un cercle de rayon \(R\) roule sans glisser sur l’axe \({\rm O}x\) dans le sens d ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2708

Trouver en tout point l’équation du plan osculateur à la courbe ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4393

Soit \(\cal P\) le plan rapporté au repère \((O,\vec i,\vec j)\). Calculer l’aire ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 4994

Soit \(\mathcal{C}\) une courbe du plan. A un point \(M\) un point de ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 4999

Trouver les arcs biréguliers du plan dont le cercle osculateur est en tout point tangent à une droite fixe.

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5000

Déterminer les courbes planes telles que l’image du cercle osculateur en un point \(M\) par l’homothétie de centre ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 5002

Soit \(f:\R \to \R\) une fonction continue. On étudie les courbes planes paramétrées par une abscisse curviligne, ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5003

Chercher les courbes planes vérifiant l’équation intrinsèque :

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5004

Trouver les courbes planes \(\mathcal{C}\) telles que le centre de courbure reste sur un cercle ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5005

Soit \(\mathcal{C}\) une courbe plane et \(s\) une abscisse curviligne sur ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5006

Trouver les courbes \(\Gamma\) du plan ayant la propriété suivante : Soit ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5024

Déterminer la longueur d’un arc \(\mathop{M_0M_t}\limits^\frown\) ou ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5025

Soit la courbe paramétrée par : \(x = 2t^3+3t^2\),\(y = 3t^2+6t\). Calculer la lo ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5026

Calculer la longueur totale des courbes suivantes :

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5028

Soit \(f : {[a,b]} \to \R\) continue concave, \(\mathcal{C}^1\) par morceaux, ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5029

Déterminer les coordonnées du centre de courbure au point \(M\) pour les courbes suivantes :

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5030

Soit la courbe \(\Gamma\) définie par : \(xy = a^2\), ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 5031

Soit \(\mathcal{C}\) une courbe plane paramétrée par une abscisse curviligne ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 5032

Soit \(\mathcal{C}\) la courbe d’équations paramétriques ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5033

On considère la courbe \(\mathcal{C}\) d’équation polaire ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5034

Déterminer le rayon de courbure de la courbe \(\mathcal{C}\) d’équation : ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5036

Déterminer l’ensemble des centres de courbure en \(O\) aux courbes intégrales de l’équation différentielle ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 5037

Soit \(\mathcal{C} : t \mapsto M_t\) une courbe plane paramétrée sans point stationnaire. Les courbes parallèles à ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5038

Soit \(\mathcal{C}\) une courbe paramétrée, \((M,\vec t,\vec n)\) le repère de Fr ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5039

Soit \(\mathcal{C}\) le cercle d’équation \(x^2+y^2-2Rx = 0\) et ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5040

Construire la courbe \(\mathcal{C}\) d’équations paramétriques : \(x=3t-t^3\), ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5041

Déterminer la développante de la chainette \(\mathcal{C}\) d’équation ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5043

Soit \(\mathcal{C}\) une courbe de l’espace, et \(\Gamma\) la courbe décrite par ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5044

Soit \(s \mapsto M_s\) une courbe de l’espace de classe \(\mathcal{C}^3\) paramét ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5045

Soit \(s \mapsto M_s\) une courbe de l’espace de classe \(\mathcal{C}^3\) paramét ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5523

(**) L’astroïde.

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5532

Soit la courbe d’équation polaire \(r=a(1+\cos\theta)\), \(a>0\).

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5534

Développée de la spirale logarithmique d’équation polaire \(r=ae^{\theta}\) ( ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5536

Déterminer et construire la développée

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5537

Trouver le point de la courbe d’équation \(y=\ln x\) en lequel la valeur absolue du rayon de courbure est minimum. ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5538

Soit \((\Gamma)\) la courbe d’équation \(y=\ln(\cos x)\), pour ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5539

Pour \(\lambda\in\Rr\), on note \((\Gamma_\lambda)\) la courbe d’équation ...

L3 Algèbre et géométrie Géométrie différentielle élémentaire de R^n

exo7 6398

Soient \(\xi(t)\) et \(\eta(t)\) deux courbes paramétrées de ...

L3 Algèbre et géométrie Géométrie différentielle élémentaire de R^n

exo7 6399

Pour la courbe \(r = (a \cos t, a\sin t, bt)\), \(a>0\), ...

L3 Algèbre et géométrie Géométrie différentielle élémentaire de R^n

exo7 6400

Montrer qu’une courbe \(s \mapsto r (s)\) est plane ssi ...

L3 Algèbre et géométrie Géométrie différentielle élémentaire de R^n

exo7 6402

Montrer que \(3\) points \(x, y\) et \(z\) sont ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 806

Représenter la courbe définie par son équation polaire \(\rho=a\sin^3\frac{\theta}{3}\). Calculer sa longueur ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 808

On appelle cycloïde la courbe décrite par un point d’un cercle de rayon \(R\), lié à ce cercle, quand cel ...