Gradient en coordonnées cartésiennes Représentation de la fonction y = -3x + 4z Le gradient est la généralisation de la notion de dérivée à plusieurs variables. En effet, lorsque nous avons étudié les dérivées, nous avons toujours dérivé par rapport à x. Cela fonctionne sur une fonction n'ayant qu'une seule variable. Seulement les fonctions à une variable sont un cas particulier. Nous pouvons tout à fait avoir des fonctions avec plus d'une seule variable. Dans ce cas-là, celles-ci ne se représentent pas sur un plan à 2 dimensions mais sur un plan à n dimensions. Il est par conséquent impossible de représenter graphiquement des fonctions à plus de 3 variables (on ne peut pas représenter des espaces à 4 dimensions ou plus). Pour ces dernières, nous utiliserons l'algèbre linéaire que nous verrons dans un autre cours. Par exemple, soient x, y, z 3 variables appartenant à R. Opérateur Nabla - epiphys. Soit la fonction f telle que: f(x, y, z) = x² + 2xy + zx + 3xyz. La fonction f est définie et dérivable sur R et on note les dérivées partielles de f pour x, y, z comme suit: Le gradient de la fonction f est noté.
A l'instar du gradient pour les coordonnées cartésiennes, on a la dérivée totale de la fonction cylindrique f qui est égale à: En revanche les composantes du gradient en coordonnées diffèrent, et on a: Représentation graphique Pour chacune des 3 coordonnées, on peut représenter graphiquement les différentes fonctions associées tant que le nombre de variables n'est pas supérieur à 3. Pour les coordonnées cartésiennes, on utilise généralement les vecteurs unitaires avec le vecteur i représentant l'abscisse, le vecteur j représentant l'ordonnée et le vecteur k la profondeur (la 3ème dimension). Analyse vectorielle - Vecteur gradient. En prenant pour exemple la fonction y = -3x + 4z on obtient alors une représentation graphique en 3 dimensions de cette fonction (voir début de l'article). Concernant la représentation d'une fonction en coordonnées cylindriques, on utilise les vecteurs unitaires avec le vecteur r représentant le rayon du cylindre, le vecteur l'angle du cylindre en coordonnées polaires et z la hauteur du cylindre. On peut par exemple dessiner ce cylindre avec les coordonnées cylindriques: Exemple de graphe en coordonnées cylindrique Enfin, concernant la représentation d'une fonction en coordonnées cylindriques, on utilise les vecteurs unitaires avec le vecteur p représentant la distance du point P au centre O, le vecteur l'angle sphérique orienté par les demi-plans et l'angle non orienté par les vecteurs z et OP.
Élément de surface en coordonnées curvilignes (ds)² L'élément de surface en coordonnées curvilignes est le carré de la distance de deux points.
[Denizet 2008] Frédéric Denizet, Algèbre et géométrie: MPSI, Paris, Nathan, coll. « Classe prépa. / 1 er année », juin 2008, 1 re éd., 1 vol., 501 p., ill. et fig., 18, 5 × 24, 5 cm ( ISBN 978-2-09-160506-7, EAN 9782091605067, OCLC 470844518, BNF 41328429, SUDOC 125304048, présentation en ligne, lire en ligne), chap. 3, sect. 1, ss-sect. 1. 2 (« Coordonnées cylindriques »), p. 69-70. [El Jaouhari 2017] Noureddine El Jaouhari, Calcul différentiel et calcul intégral, Malakoff, Dunod, coll. « Sciences Sup. / Mathématiques », mai 2017, 1 re éd., 1 vol., IX -355 p., ill. Gradient en coordonnées cylindriques streaming. et fig., 17 × 24 cm ( ISBN 978-2-10-076162-3, EAN 9782100761623, OCLC 987791661, BNF 45214549, SUDOC 200872346, présentation en ligne, lire en ligne), chap. 4, sect. 2, § 2. 1 (« Coordonnées cylindriques »), p. 80-82. [Gautron et al. 2015] Laurent Gautron (dir. ), Christophe Balland, Laurent Cirio, Richard Mauduit, Odile Picon et Éric Wenner, Physique, Paris, Dunod, coll. « Tout le cours en fiches », juin 2015, 1 re éd., 1 vol., XIV -570 p., ill.
Mais je n'arrive pas à voir l'erreur. Dans l'expression de nabla dans le repère cartésien, dans les dérivés partielles, ailleurs? Bref, si vous avez une piste, merci de me l'indiquer. 28 septembre 2013 à 21:28:30 Ton expression n'est pas si éloignée de la bonne (dans mes cours, j'ai \(\nabla=\frac{\partial}{\partial r}e_r+\frac1r\frac{\partial}{\partial \theta}e_{\theta}+\frac{\partial}{\partial z}e_z\), mais je n'ai pas le détail du calcul). Je ne pourrais pas trop te dire où est ton erreur, mais c'est peut-être juste une erreur de calcul (erreur de signe ou n'importe quoi)? Analyse vectorielle - Gradient en coordonnées polaires et cylindriques. 28 septembre 2013 à 23:55:56 Bonsoir, adri@ je pense que tu te lances dans des calculs inutilement compliqués pour obtenir le gradient. La façon usuelle de faire ( il y en a d'autres) pour retrouver le résultat indiqué par cklqdjfkljqlfj. est la suivante: Il suffit d'exprimer de deux façons différentes la différentielle d'une fonction scalaire dans les coordonnées considérées: 1- la définition: ici en cylindrique \(df(r, \theta, z)= \frac{\partial f}{\partial r} dr +\frac{\partial f}{\partial \theta} d\theta +\frac{\partial f}{\partial z} dz \) 2 - la relation vectorielle intrinsèque avec le gradient: \(df=\nabla f.
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