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1 nov 2004 · Pour une fonction d'une variable f, définie au voisinage de 0, être dérivable en 0, c'est admettre un développement limité `a l'ordre 1, f(x) = b +
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Fonctions de plusieurs variables
1 Jusqu'a maintenant, vous avez essentiellement appris a etudier les fonctions d'une variable. Cependant, pour modeliser de nombreux phenomenes, les fonctions d'une variable ne susent pas; on a souvent besoin de fonctions de plusieurs variables. Un exemple.Pour un echantillon d'une mole de gaz de Van der Waals, la pressionPdu gaz est une fonction de deux variables : sa temperatureT, et le volumeVoccupe par cet echantillon. On a en eet :P(T;V) =RTVbaV
2 oua,betRsont des constantes (aetbdependent du gaz considere,Rest une constante universelle). Un autre exemple.L'energie totaleEd'un pendule pesant est une fonction de deux variables : l'angleque fait le pendule avec la verticale, et sa vitesse angulaire_. On a en eet :E(;_) =12
m`2_2+mg`(1cos()) oum,get`sont des constantes (la masse du pendule, la constante de gravitation universelle,et la longueur de la tige du pendule).Encore un exemple.Si vous voulez faire decrire le temps qu'il fait, a un moment donnee,
en Europe, vous allez modeliser la pression et la temperature par des fonctions de deux variables : 2 {un p ointsur la c artede l'Europ esera rep erepar deux v ariables: sa longitude xet sa latitudey; la pression en ce p oint,not eeP(x;y), sera donc une fonction des variablesxety; de m ^eme,la temp eratureen ce p oint,not eeT(x;y), sera donc une fonction des variablesxety.Bien s^ur, si vous voulez ^etre plus precis, il faudra introduire la variable altitudez, et considerer
la pressionPet la temperatureTcomme des fonctions des trois variablesx;y;z. Si vous voulez decrire l'evolution de la pressionPet la temperatureTau cours du temps, vous devrez introduire une quatrieme variablet, et considerer la pressionPet la temperatureT comme des fonctions des quatre variablesx;y;z;t.Etc. Une fois qu'on a modelise un phenomene naturel par une fonction de plusieurs variables, il faut ^etre capable | si on veut etudier le phenomene naturel en question | de decrire le comportement de cette fonction. Ceci permet de repondre a de nombreuses questions. Par exemple : Un p endulep esantp ossede-t-ildes p ositionsd' equilibre?Ces p ositionsson t-ellestables ou instables? P ourun gaz de V ande rW aals,existe-t-il des v aleursde la temp eratureet du v olume pour lesquelles la pression est minimale? Si on connait le v olumeet la te mperatured'un gaz de V ander W aalsa vecune certaine precision, avec quelle precision ceci peut-on en deduire la pression du gaz? Autrement dit, tout comme il est utile de savoir etudier les fonctions d'une variable, il est utile de savoir etudier les fonctions de plusieurs variables. 3 Nous allons apprendre a etudier les fonctions de plusieurs variables. La plupart du temps, nous considererons des fonctions qui dependent juste de deux | eventuellement trois | variables; cela permet d'eviter des notations et des calculs trop lourds, et toutes les idees sont deja presentes. Vous connaissez de nombreuses notions permettant d'etudier les fonctions d'une variable : domaine de d enition; repr esentationgr aphique(graphe) ; limites ; fonction d erivee;sens et tableau de v ariation; tangen te; d eveloppementlimit e; {etc. Pour chacune de ces notions, nous devrons nous demander comment elle change quand on passe aux fonctions de plusieurs variables. A votre avis, qu'est-ce qui change? Qu'est-ce qui reste essentiellement pareil?quotesdbs_dbs2.pdfusesText_2