Fonctions de plusieurs variables I
87.
Soit Ox un repère cartésien du plan et ( , les coordonnées du point courant M de ce plan. On considère le
champ .
y x y)
(
2 2)
( ) ln
f M = x +y 1) Calculer gradfJJJJG . 2) Calculer
2 2
2 2
f f
x y
∂ ∂
∂ +∂ .
II
72.
Soit (x y z, , ) les coordonnées cartésiennes d’un point M et
2 2
u 1
x y z
= + + 2 une fonction de la position de ce point.
1) Calculer gradJJJJGu. 2) Calculer
2 2
2 2
u u
x y z
∂ ∂ ∂
+ +
∂ ∂ ∂
2 2
u.
Corrigés I.
1) 22 2 22 2
grad x x y y
f u
x y x y
= +
+ +
JJJJG G G
u .
2) En utilisant
( )
2u u v uv
v v
′ ′
′ = − , on obtient
( )
( )
( )
( )
2 2 2 2 2
2
2 2 2 2 2 2
2 x y 4x 2 y x
f
x x y x y
+ − −
∂ = =
∂ + + 2 .
En intervertissant x et y,
( )
( )
2 2
2
2 2 2 2
2 x y f
y x y
∂ −
∂ = + , donc
2 2
2 2 0
f f
x y
∂ ∂
+ =
∂ ∂ .
II.
1) Posons v=x2 +y2+z2. Comme
( )
1/2 3/22
1 −
− ′=− ′ v v
v ,
(
x2 y2x z2)
3/2x u
+
− +
∂ =
∂ , soit
grad 3
OM u=− OM .
2)
( ) ( ) ( ) (
2 2 2)
5/22 2 2 2
/ 2 5 2 2 2
/ 2 3 2 2 2
/ 2 3 2 2 2
2 2
2 2 . 3
z y x
z y z x
y x x x z
y x z
y x x x x
u
+ +
−
= − +
+ +
+ +
−
⎟=
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛− + +
∂
= ∂
∂
∂ − − −
. D’où
2 0
2 2 2 2
2 =
∂ +∂
∂ +∂
∂
∂
z u y
u x
u .