Théorème de Flux-Divergence Ostrogradsky
% \global\newcommand{\n}{\\ \ \\}
% \global\newcommand{\embrace}[3]{
% \left#2
% \begin{split}
% #1
% \end{split}
% \right#3
% }
% \global\newcommand{\aembrace}[1]{
% \embrace{#1}{\{}{\}}
% }
% \global\newcommand{\pembrace}[1]{
% \embrace{#1}{(}{)}
% }
% \global\newcommand{\cembrace}[1]{
% \embrace{#1}{[}{]}
% }
% \global\newcommand{\vec}[1]{\overrightarrow{#1}}
∯ F → . d s → = ∭ V d i v F → d V < s c h e m a 1 > ∣ D e ˊ finition de la divergence d’un vecteur F → d i v F → = lim V S → 0 ∯ S F → . d s → S V S V S = δ 3 < s c h e m a 2 > F y ( y + δ 2 ) δ 2 − F y ( y − δ 2 ) δ 2 = F y ( y + δ 2 ) − F y ( y − δ 2 ) δ δ 3 → δ → 0 δ F y δ y on rep e ˋ te c ¸ a sur les trois axes: ⇒ d i v F → = δ F x δ x + δ F y δ y + δ F z δ z \oiint \vec{F}.\vec{ds} = \iiint_Vdiv\vec{F}\ dV\n\n
<schema 1>\n\n
\embrace{
&\text{Définition de la divergence d'un vecteur } \vec{F}\n
&div\vec{F}= \lim_{V_S\rightarrow\ 0}\oiint_S\vec{F}.\vec{ds}\\
&\hspace{2cm}\frac{S\quad }{\quad V_S}\\
&\hspace{2cm}V_S=\delta^3\n
&<schema 2>\n
&F_y(y+\frac{\delta}2)\delta^2-F_y(y-\frac{\delta}2)\delta^2\\
&\ = \frac{F_y(y+\frac{\delta}2)-F_y(y-\frac{\delta}2)}{\delta}\delta^3\xrightarrow[\delta\rightarrow0]{}\frac{\delta F_y}{\delta y}\\
&\text{on repète ça sur les trois axes:}\\
&\ \Rightarrow
\boxed{div\vec{F} =\frac{\delta F_x}{\delta x}+\frac{\delta F_y}{\delta y}+\frac{\delta F_z}{\delta z}}
}{|}{.}
∬ F . d s = ∭ V d i v F d V < sc h e ma 1 > D e ˊ finition de la divergence d’un vecteur F d i v F = V S → 0 lim ∬ S F . d s V S S V S = δ 3 < sc h e ma 2 > F y ( y + 2 δ ) δ 2 − F y ( y − 2 δ ) δ 2 = δ F y ( y + 2 δ ) − F y ( y − 2 δ ) δ 3 δ → 0 δy δ F y on rep e ˋ te c ¸ a sur les trois axes: ⇒ d i v F = δ x δ F x + δy δ F y + δz δ F z
Ex: Vérifier le théorème d'ostrogradsky
F → ( x , y , z ) = ( x y z ) Sur un volume cubique centr e ˊ sur O de c o ˆ t e ˊ 2R ∇ → . F → = δ x δ x + δ y δ y + δ y δ y = 1 + 1 + 1 = 3 V = 8 R 3 ∭ d i v F → = 3 ∗ 8 R 3 ∯ F → . d s → = ∫ S 1 + ⋯ + ∫ S 6 <schema 3> ∫ − R R ∫ − R R R d z d x = 4 R ∗ 2 ∗ 3 (car 2*x*3 faces) = 24 R 3 \vec{F}(x,y,z)=\pembrace{x\\y\\z}\hspace{1cm} \embrace{&\text{Sur un volume cubique}\\&\text{centré sur O de côté 2R}}{.}{.}\n
\begin{split}
&\vec{\nabla}.\vec{F} = \frac{\delta x}{\delta x} + \frac{\delta y}{\delta y} + \frac{\delta y}{\delta y} = 1+1+1=3\n
&V=8R^3\hspace{1cm}\iiint div\vec{F}=3*8R^3\n
&\oiint \vec{F}.\vec{ds}=\int_{S_1}+\dots+\int{S_6}\n
&\text{<schema 3>}\n
&\int_{-R}^R\int_{-R}^R R\ dzdx=4R^\ *2\ *3\quad \text{(car 2*x*3 faces)}\n
&= 24R^3
\end{split}
F ( x , y , z ) = x y z Sur un volume cubique centr e ˊ sur O de c o ˆ t e ˊ 2R ∇ . F = δ x δ x + δy δy + δy δy = 1 + 1 + 1 = 3 V = 8 R 3 ∭ d i v F = 3 ∗ 8 R 3 ∬ F . d s = ∫ S 1 + ⋯ + ∫ S 6 <schema 3> ∫ − R R ∫ − R R R d z d x = 4 R ∗ 2 ∗ 3 (car 2*x*3 faces) = 24 R 3