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Academic year: 2022

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Texte intégral

(1)

Calcul des Variations

Chaput

:

quelques

applications

(2)

① Relaxation

Flat

-_

{ face )

,

new r CLR " "

"

Grail

.

CNS

à

la faible sa

-

de F

seu

W

' "

et

la quai convexité de f

( D=

I ,

scolaire

,

convexité )

Que

se

passe

-

t

-

il

m'

f n' est pas

quasi

convexe

?

Si ( un vite www.isaute

Haut

x =

info

et

un

à fae.be ds W

" "

lui Fcuu ) C Flù )

( F par fsà le long de

cette autre )

Est

- ce

que

à

est solution d'

un

pb

de www.satoi Ces f- convergence )

P

-

convergence d'

une

autre stationnaire de fonctionnelle

=

relaxation

.

Calcul de l' enveloppe faiblement

sa.

(3)

def (

=

la plus grande fonction fsa

.

Sue W

' ' " e

F)

=

F

à

ma un

povihdrmuiuu.mn de É É

--

t

-

huit

Gfaeotiaeulle relaxée )

EI

.

N

-_

D=

1

flirt ( t

-

74

'

, f. M

-

SIR

f f la

et

faute l' enveloppe

.ae

f-

t.me#-::::k-Flul--f'fluD,uc-W'

' "

(

ou

)

fuaecouvexe

-

F. n' eut Sur pas W fsa

l'4,.

une tq une

' =

Il

Unit

=

utulux )

avec

n'

=

±

'

périodique

(4)

¥ n' aille ente

- -

les valeurs #

" "

ï-Ë¥tÆÆ÷Ë÷

u .

Un

a

renformirent

seu

R

Wu

= Ii = ,

n' ufo faible dsw

" °

=) Une -10

ds W

' ' "

(

Oci

)

Floret

.

{ flaire )

= o

F- (a)

=

{ fle )

=

1

F (a)

=

1)

o =

Flou ) tu C- IN

=)

F n'

en

par fsà

sur

W

" "

Lou )

(5)

de Jock vtq

"

-

ËËËËË

- ± .

"

vient

--

Idm

)

, viii. virus { t' lyldy

( (

vieil-

Ut

-ilNE

)

= 1×4 -txt-d)

= 2d-t

# EJ

-

4K

=>

vu

_

( 2d

-

e)

×

faible

ds

W

""

(

ou

)

Flirt

--

{ fl2-t-Ddx-fud-ssot.edu

de

la partie les

valeurs' non

couver

def

.

Flore )

-_

f.

"

flou

'

)

-_ o

Du

nouveau , on a

( 2d

-le

]

-toi

[ )

FCEt-f.CH

-il > 0 =

Flou )

(6)

Il

est

plus favorable

, d'un

ph

de vue

énergique

,

de roue

placer le parti

non couver de

f pa

o .

Ici

on ne

converge par

un vu moi de

F

, mais

vers un mm

' de

la fonctionnelle relaxée

, cool

F- lol

=

jflv

'

)

f-

est

l' enclave

convexe de

f.

-

Espace métrique (

X,

d)

F

:

X

- s

trusta }

Def

:

On appelle enveloppe

sa"

Conclave )

de

F ,

la fonctionnelle

:

F :X

Kutta }

défaire par

F- (a)

=

sup {

G

(a)

, G E F , G Sai

}

Prep

.

On

a

F- =P

-

lui

F et donc

F- (

ul-_

iuf IÇI Fly

.) :

y #

ce

}

82g

.

La l

'-

lui

d' une

suite stationnaire F

n'est

pas forcement

F car une

P

-

lui est toujours

sa

-

DE :O zdrlat.hu#

f-

'

(

re

)

: =

vif { fq÷ Flan

,

y #

ce

}

(7)

On

va

monter

que

t'

eut la P- lunette de F.

*

Auj

. -ru , F '

lut

E

bg Fly

.

) par def

de F'

*

Par déf

de

F

' ,

tte

,

Jude

, u

tg

LE Flag ? )

s

Fln )

+

¥ ( par l' def uef

de

)

TKEIN

ftp://V-zlN/tqhgiFlujuy.,)--hgFCuYIEFTutttz

, .

Soit

le

GIN

,

J jle

C-

IN tq tj 78k

,

F ( ↳ µ )

E

F

'

Cult I

le (e)

{ dinde , "

,

ut

±

#

"

'

tête

: =

uh

,

(2)

= , à

#

u

Tuttle

)

(

e) =,

hnuiffàwl IFK

)

Or

,

d' apaè la boue nef

.

LE Flàrel > Flat

donc Çi Flûte )

-_

Elu )

Dae IF=

② MqF?

# t' =P

-

huit

= ,

F

'

sui

au

# d)

Par F

'

EF

car

uj

Eu = ,

Fleet ; ¥f§é Flags )

(8)

= ,

F

'

( ul

E

loup { Glu

) ,

G

E F

, Gsa

]

=

Élu

)

* Soit G

EF

,

G

soi

up

ce

dsl

Gsa'= ,

G ( ul

E

by Guy

.

)

s

hui Flag

.

)

Par passage

à

l' uef parmi toutes les suites

g-

ce

Glee

) E

ref } LE Flujl

:

y

.

#

ce

f- Fla )

Par passage

au

coup parmi tous les GEF

, Goa;

F- (a)

=

sup { Glu

) , GEF,

Gsa

.

}

E

F

'

(

re

) D

-

f

:

Rd

"

IR centaine tq 7 d)

a,

3- A-

20

7 la

pa

a

tq

:

TRIPE forte A- (

HKLM

f2

c-

Rdx

?

SLCIRN ouvert borné

.

F

:

L

"

IRM

_,

[

oct a

]

" 1-,

F

(a)=

{ fif a)

si u

EW

""

Coryza

)

+ Senior

the (Dacæog

:

l' enveloppe

sa- sur

l'

Cr>RH

drf

est

donnée par

F

:

L

"

(

r ;

IRD

) - t

[

oct a

]

(9)

le 1-

F- (

up =

{ Sn Qf

to

(

Malek , neSuède

www..ae

Qf

:

IR

" ' IR

est la guarini

"

%

Qfczl

: =

mf { {

"

ufltttylgdy

:

qe

C

I ( Cour

,Rat

}

Rg

:

Sie

,

tte

c-

Rd

» et

tt

y

c-

CE Kon

)

Rd )

,

fut

c-

{

a.

µ fut Thelghdy

Par pansage

à

l' uf my fut

e-

Qfte )

-

Par album

, en

prenant 4=-0

,

on a

toujours

que

9f41

E

ft )

Donc QFLEK flic )

En geùerel

,

Q for )

c

fr )

Rg

:

Comme f continue

,

par densité

de

CE

ds W '

, on a :

Qflzl

--

ref { / futile

:

y

c-

W

'

! Kami Y

COHN

Dey

.

On

va

appliquer le uiulhats

du

chapitre précédent

avec

fa (

x

Mk for )

On

sait

d'

apaè la proposition précédente que

F-

=

Eleni F existe

et d'

apeû la théorie

de

représentation intégrale

(10)

J f-

:

caatbiodrytqdklteflx.IE

Rx

now

IR

A- ( HKLM ppx

et

F- (a)

=

{

^

ff4

tuRe)

www.ttz

, ce

c-

LPLW

" P

Ouvert

mater

que

f- ( xclk 9ff21

tlqfeutuidépeudautedexeftttd

"

Xo,

je

C- M ,

f)

o

tg Belxe

) Cr ,

Belge

) ch.

M'

*"

Ae Beta

),

tg =p

"" zo ,

June W

'"

( Beta

) ;

tq

un

ûz

ds

L' ( Be Kel

; Md

) tg

fcthen )

±

ff-4

,

Ruiz )

+

zee

""

LE feu

,

Bel

"

EH

=

ff-4,2 ) tz CA

Belxe

)

vu (g)

= un

( y

. -

yetxo )

,

y

C-

Belge

)

EB¥

vue

U

'

'P( Belgo )

; ki

)

Rqvn

ûz

-

Ike

-

yo ) ds l' % Belge )

;

§ vnlyt

-

âz

lyt-7lxe-yoskdy-a.gyyjuly-yotxel-lly-yatxellPdyy-y.tk

-×

(11)

=

f ( uucxl

-

2x Mdr

0

Belxe

)

Par def

F

'

( ûz -24

.-

gel

,

Belge

'

)

< ET { ça

,

fltvuçnoy

=

Spey

.,

Hilda

=

¥ ↳

.,

f

un

" Y

×

±

LE §y f ( Munk Ddx § , Kidd

+

G- eu

"

ETÉ ! ! " " " eEËe ! ! "

* +

¥ )

= ,

ftp.zleflx.ir )

= eu ni

versant le rôle

de xo

etg

. .

② QT

}

C-

IR

N ,

Ûzcxt

-_

la

Xo Ed

,

f70 tq Q

: = Xo + Ce,

e)

N

ch

.

7

un E

W

'"

( Q

;

IRD ) tq

un

ûz

ds

l' CQ

,

Rd )

et

hyn pq faut

§ f- ( Rûz )

+

en

"

-

-

e

"

f- (2)

+

en

" a)

(12)

On peut également suppurer que

un--

ûzàs

un

voisinage

de

QQ

.

- = un -

ûz EW !

"

( Q ; Rd )

{ faut

--

Saf ( Run

-

ûzttitâz )

=

fqflthlutl ) cu

{ j' YE.sn , Yul

C- Xot

Ca

, =p

scene ami :

§

.

! ! ! ! "

*

" " " ¥ ! ! " " cent

=y

=L

"

{ yiftttthlnlgildg ,

" G- ËI

(c)

, CU, CH donnent

en f- tentent

' >

en {

a.

+ flirt Renly May

-

>

Qftrl

car

Quei Kann

,

d)

= ,

f- tette > Qfte )

f-

sa =)

f- tes Qflz )

(13)

③ Mqftsteofcsm ?

Par def

d

Q # tel

,

Azzo

,

7 Y

C-

CI ( Canal

;

Md )

tq { wfttihelylldye Qfctttz § étendre

. par

Ciel

Qncxt

=

± Cf (

ux)

prédiction IRN Hyuk

a E

± Ilya

, 0

Myulxl

-_

Relax

) -

Kthlulla EUR94

= ,

Un

-10

faiblement

ds

W

'"

(

r

; IRD )

Qu

o

fort

ds

l' Cd

;

Rd )

F- ( ûz )

±

LE Flûz

+

qui

= ,

t.nl f77 )

e

LE { flztthecnxndx CA

"

Yi !¥â :# { www.EY.in

= ,

{ fameux #

tu {

a.

Être } " dy

Culotte Ca # f- tete # Ça

,

jftetthe )

# [ effet +21 ]

=)

f- ( El

E

Qftttz

,

zteo

.

D

(14)

Prep

:

Qf

est

l' enveloppe quasi

convexe de

fatiguiez

et:

Q fort

=

up I got

:

g Ef

,

g quaucouoexe }

.

Dex

. R=

B.

le

)

=D.

F

: ne

LPCB

;Rd

) ftp. { § f42

) a

EU'"

to Swan

F

: c .

Fleet

.

{ SQFCRUI

B + aLemonEU.'"

F- =P

-

lui

F est

( fatemeut )

soi Sue

LP ( Bd Rd )

.

Soit

un - a

faiblement

W' "

( Bird )

Rellich

= , un a

fort

ds

tt ( Bird )

= ,

Flute lui

un)

m

Dax F

est

faiblement

soi sur W" P

(

D-;

IRD )

=,

qfut.eu

.

Par ailleurs

,

en

prenant 4=-0

ds

la def

de

Qf

, on

a

Qf¥h

Donc Qfte ) Emp { ga

) ,

g

E

f

,

gqaaneouoexe }

Pour mater l' autre

n'

égalité

,

soit g

E

f

,

gquancouoexe.tt y

C-

C % ( look ; RM

,

g Chef goethe )

E

f fort The )

(ou

)N (

ou

)N

Par passage

à

l' if par rapport

à

y

dans

le

meurtre

d

droite

,

you

E

Q for )

(15)

Par passage

au

mp

en

g dans le nombre

de

droite

,

up L girl

,

g

E

f

,

gquancouvexe }

C-

Qfcz )

D

Rq D=

I

(

car

scolaire ) quancouvexité

,

convexité

Qf n'

eut

autre

que

l' enveloppe

convexe

de f.

¥

.

D=

lui ,

fort

=

(

t-

74

'

paie

.

Flat

-_

ff4

'

)

*

ni

:{ ici ,

j'

=

Cf enveloppe

courte.

Rg

:

En général

,

il

est

toi difficile

de

calculer

explicitement

une

enveloppe quancouaexe

EYE

:

Optimisation

de

fanas

Mécanique

de

l' endommagement

.

N=

R CIR ' ouvert

borné

On va

chercher

une

faune

co c r

ouvert Energie élastique

annonce à w :

Flat

=

IL { { Mal

' -

Cg

, ce> : ne

t' RY }

On cherche

des

formes

"

optimale

" u C

d

.

relation

:

(16)

Inf # (

w

)

:

wch ouverts

hot

m

}

me

Irl

On modifié le pb

en

remployant la contrainte

égalité lui

= ne

pa

un

multiplicateur de Lagrange

d

C-

IR

:

Inf # (

u

)

+

Nul

- m

)

, ce

Cd }

On espère

que

, en

choisissant d convenablement les solutions

de ce nouveau

pb donnent des solutions

du

pb

de

départ

.

¥1 { { Nuit d hot

-

eg.us }

=

Eff fftmutt-D-cg.us }

¥¥çut

=

Inf { zfa.LI [ Matt )

-

qui

} EIR

"'

-

-

Inf [ { faut

-

agent ]

fort

.

{ Meta

o si2-

to 2=0

Footix

-de Kohn -

Shang

:

flic f trkl

o si

Si lto 2=0 PAS continue

(17)

¥EY

:

Cftzh

.

{

*

2Mt M

" Iisi

te trkl >

,

¥1

Evie

:

Qflzt

.

{ 2 tt VÊTIT "

" -

si 2ldethsikttfde.tl tlitzldetl

> ,

Ce qui

rend

le calcul pour .ba c'est que

Qf

est aussi

poly

convexe

Qf

=

enveloppe queue

. couver

def

=

enveloppe pelgwuveœ de f

=

enveloppe ray

- t- couver de

f-

(18)

② HËju

Elasticité

non

lunaire

en

mécanique

des

solide

.

Matériau qui occupe

au

repos

une

configuration

de référence

:

M CIR

'

ouvert boui

.

n

va

être défendrai

sous

l' effet

de

contraintes externes

( forces

de

volume

=

poids

R forces

de

surfaces

÷÷m÷ü :

i

FF

-

¥ # A

- - - -

une

déformation

' u :p

173 champ

de

Ü n

¥Ëi

:

quand

on

uladu les sollicitations

externes

,

le matériau revient exactement

à sa

configuration

m'

étiole

.

Elastiate-uoul-ueaeDeuu.li d' aiugè élastique

W

:

h

x

R

" "

IR

(19)

Elu )

: =

{ W Pu dépendance txt )

dx ,

spatiale

ce

:D

-

sms

modélise l' hétérogénéité

du

matériau

.

On

va

oherdeer du états

d'

équilibre

du

Système

en

cherchant des déformations

ce:D

IBJ

qui vont

ruuiueiisn

l' eeiegè Elastique

E

(

tous

l' effet

de

couteau tes externes )

Ianffjnwlx Me ) " I anita }

te Leéteéeguieétéerh

périodiquement désherbera

ou

période

Ezo.

matériau

•o a a *

¥ËÏ÷Ë

Ooo on oeoe oea oeà

÷

.

fui plefeé le pb

en "

dénuant

" un

modèle

moyenné ( modèle hauguteisé )

en

faisant

E-so

W

:

IRNXIR

"N

IR densité d' eùegeé élastique

( fauteur

de

Carathéoàry )

tg WL

. ,

3)

est

la .su

-

période que

(20)

W ( xte.ie )

=

W ( Xie ) ppt

* c-

MN

02

c-

IR

N

V

( Ei EN

ai

{ ey

..- , en

}

est

la base

canon

que

de IRN .

On suppurer 7 120

,

J' A-

70,

7 Kp

au

kg

.

tkt PE Wlx

,

2)

e-

A- ( HKLM ppxer

tue

: tt Elo

te

EE

:

L' ↳ Rd )

[

a. ta

]

" 1-

Eclat { { WLÊ

+×

Nu

suce C-

)

,new

LPLW

"'"

Analyse asymptotique qd

E a au sens de

le

F- convergence ( tique )

Guide salar

à

l' homogénéisation stochastiques

Théorème ( Braid

,

Müller )

La faeotvauulle EE P

-

courage qd

E-so dans

Lks ;RM

vais

Ehan

:

LP IRM

[

e.ta

]

:

than (a)

=

{ Jrwhau ( Re ) dxsiuc-WKPfr.IR )

+ A

Senior

Ϗ

,

C-

IRDXN

,

← * à

j ! :*

,

" ! faut " " " " " " }

T-oto

( densité

d'

uieygri homogénéisée )

(21)

PYD Pas d' extraction

' de tous _

suite

2) Wham

est

indépendant

de ×

modélisation

d'

u n matériau

moyenne

.

homogène

.

3) La boite qui défaut Whale ) existe ( peopuété

d' ergodicité qui

se

guèeèalece

dans

le code

de

l' kougeeieisat.ae stade antique )

4) Si Wlx

,

a) cage

,

alors

,

Wham UK Wall U )

Wcdeltt

.

nef

YEW

,

( cave

,

a) § yiltthelglldy

Dans le

cas non convexe ,

c'est faux ( Müller )

Whoa (7)

<

Walla ) 5) Si Wly il

--

Woo

,

alors

Whoa tu

=

QW G) (

exercice

)

Lune

,

tt 9 f112

d" ,

la lueiitî

Whom Ut

-

¥+4

m'

bf f. wwly

,

4- Ttylylldy

:

YEW ( loin

;

Katy

existe

.

Ry

.

Comme W claeatlréodrg

à croissance, on

peut

remplacer

W '

! ( COIN ; Rd ) pare CI (

left " ,

Rd )

.

D= tro

wt-mbffaa.wlyczttylghdg.ec?6qttixdD

(22)

On

a

toujours que LE :L Wt Effy wo

.

On

va

montrer

que

h¥çpWt Effigie we

.

S »

t .

Par définition

de

Wt 74T

C-

CI ( lo

, rt

)

";

IRD ) tq

¥ ! ( y

,

ztthec-lyddg-wttf.lt )

=

partie

entière det

Ou pelage yr

par o sen

le cube (

o,

[ tzti )

"

Qte CI ( (

o,

[ tt UN ; Rd )

ëÆÆÆ

[EHI

2kt

xD ZLTHH . - - - -

Îsftttg

On

va

subdiviser ( qd

"

pas

du

translatés de

cube (

o, +

Du

C- la, HN

Ys

:

(

qs)

"

IR d -

Y

1-

4s (g)

=

{ Qtly

- il

csiye-itle.HN

l' EI

o ferions.

où I=

[

i--

Ci

,, .. .,

ciao ) EZN

: it to,

[ TITAN

c

les }

iEI

tt j-1

, ...

,N

( [ Htt ) fiz.tn

es

tt

le plus grand entier qui satisfait

euh

[ ÉE )

- t

= ,

# CI )

-_

( [ ¥+1

- '

)

"

(23)

#

Et E

[ ¥+5 Y

±

.

# CIRÉE

,_ e

)

" >

¥

, -

2)

" = .

Es

=

le

,

du

l

¥

,

lit la

tl "

) ( Z { les

=

03 )

I Est

=

Ile

, s

)

"

t

-

§

,

I

i

that )

"

/

=

SN

-

t

"

# CI )

E Stu

. tu

*

µ

(

s -2T -

2)

N .

Ys

E

W ( lacs

)';

Rd )

CE

= ,

Ws

E

f- W ( y

,

Zttvslylldy

.

(odN

=

# [ È §

,

.li?RtTHi-E-Pds

✓, = Z

+

{ Wlyildy )

⇐ ¥ [ §

,

f Wlzti

,

7- Thee #

de

Lo

, f)N

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(32)

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