Cours-main/CUPGE 1/Semestre 2/Mathématiques/Notes/06-05-22.md

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Ex 5

Théorème de Green

S(δPδyδGδx)dxdy=CP(x,y)dx+G(x,y)dyforme diffeˊrentielle  δPδyδGδy=1DdxdyAide(D)=12y dx+x dy =12x dyy dx\iint_S \pembrace{\frac{\delta P}{\delta y}-\frac{\delta G}{\delta x}}dxdy=\oint_C \underbrace{P(x,y)dx+G(x,y)dy}_{\text{forme différentielle}}\n\n \begin{split} \frac{\delta P}{\delta y} - \frac{\delta G}{\delta y}=1 \Rightarrow \underbrace{\iint_D dxdy}_{\text{Aide(D)}}&=\frac12\int-y\ dx+x\ dy\n &=\frac12\int x\ dy-y\ dx \end{split}

Exercice d'application

<schema 4> (xa)2+(yb)2=1 A=D dxdy =det Jdrdθ {x=arcosθy=brsinθ δxδrδxδθδyδrδyδθ=acosθ  arsinθbsinθ  brcosθ detJc=abr   A=0102πabr dθ =2rab01rdr =2πab[r22]01 =πab   Autre meˊthode : A=12Cx dyy dx {x=acosθy=bsinθ{dx=asinθdθdy=bcosθdθ A=1202πacosθbcosθdθbsinθ(asinθdθ) =1202πabcos2θ+ab sin2θ dθ =1202πab dθ=πab\text{<schema 4>}\n \pembrace{\frac{x}{a}}^2+\pembrace{\frac{y}{b}}^2=1\n A = \iint_D\ dxdy\n=\iint|det\ J|drd\theta\n \embrace{&x=arcos\theta\\&y=brsin\theta}{\{}{.}\n \embrace{&\frac{\delta x}{\delta r}\frac{ \delta x}{\delta \theta}\\&\frac{\delta y}{\delta r}\frac{\delta y}{\delta \theta}}{|}{|}=\embrace{&acos\theta\ \ -arsin\theta\\&bsin\theta\ \ \phantom{-}brcos\theta}{|}{|}\n det|J_c|=abr\n\n\n A = \int_0^1\int_0^{2\pi}abr\ d\theta\n = 2rab\int_0^1rdr\ =2\pi ab\cembrace{\frac{r^2}{2}}_0^1\n =\pi ab\n\n\n \text{Autre méthode :}\n A = \frac12 \int_C x\ dy-y\ dx\n \embrace{&x=acos\theta\\&y=bsin\theta}{\{}{.}\Rightarrow \embrace{&dx=-asin\theta d\theta\\&dy=bcos\theta d\theta}{\{}{.}\n A = \frac12 \int_0^{2\pi}acos\theta*bcos\theta d\theta - bsin\theta\pembrace{-asin\theta d\theta}\n =\frac12\int_0^{2\pi}abcos^2\theta+ab\ sin^2\theta\ d\theta\n =\frac12 \int_0^{2\pi}ab\ d\theta = \pi ab

b) Soit d le domaine limité par les droites θ = θ1 et θ = θ2 et par la courbe d'équation polaire r = f(θ). montrer que:

aire(D)=Ddxdy=12θ1θ2[f(θ)]2dθ <schema 5> aire(D)=12x dyy dx {x=f(θ)cosθy=fθ)sinθ{dx=f(x)sinθdθdy=f(θ)cosθdθ A=12Γ2+xdyydx {x=acosθy=bsinθ{dx=asinθdθdy=bcosθdθ A=12f(θ)cosθf(θ)cosθdθf(θ)sinθf(θ)sinθdθ =12f(θ)f(θ)(cos2θsin2θ)dθ abandon du prof\text{aire(D)} = \iint_D dxdy = \frac12 \int_{\theta_1}^{\theta_2}\cembrace{f(\theta)}^2d\theta\n \text{<schema 5>}\n \text{aire(D)}=\frac12 \int x\ dy-y\ dx\n \embrace{&x=f(\theta)cos\theta\\&y=f\theta)sin\theta}{\{}{.}\Rightarrow \embrace{&dx=-f'(x)sin\theta d\theta\\&dy=\phantom{-}f'(\theta)cos\theta d\theta}{\{}{.}\n A=\frac12\int_{\Gamma_2^+}xdy-ydx\n \embrace{&x=acos\theta\\&y=bsin\theta}{\{}{.}\Rightarrow \embrace{&dx=-asin\theta d\theta\\&dy=bcos\theta d\theta}{\{}{.}\n A=\frac12\int f(\theta)cos\theta f'(\theta)cos\theta d\theta -f(\theta)sin\theta f'(\theta)sin\theta d\theta\n =\frac12\int f(\theta)f'(\theta)(cos^2\theta-sin^2\theta)d\theta\n \text{abandon du prof}