Fonction de $n$ variables et laplacien nul

1

Soit g ⁣:]0;+∞[→Rg \colon ]0;+\infty[ \to \R une fonction de classe C2\mathcal{C}^2. Soit un entier n≥2n \geq 2 et f ⁣:Rn\{0}→Rf \colon \R^n \backslash \{0\} \to \R définie par f(x1,...,xn)=g(∑i=1nxi2)f(x_1,...,x_n) = g(\sqrt{\sum_{i=1}^n x_i^2}).

On note Δf=∑i=1n∂2f∂xi2\Delta f = \sum\limits_{i=1}^{n} \frac{\partial^2 f}{\partial x_i^2} le laplacien de ff. On pose r=∑i=1nxi2r=\sqrt{\sum\limits_{i=1}^n x_i^2}.

2

Démontrer que pour tout x=(x1,...,xn)∈Rn\{0}x=(x_1,...,x_n) \in \R^n \backslash \{0\}, Δf(x)=g′′(r)+n−1rg′(r)\Delta f(x) = g''(r)+ \frac{n-1}{r}g'(r).

3

Déterminer l’ensemble des fonctions gg telles que Δf=0\Delta f = 0.

Exercice Lmme

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