calcul des dérivées partielles en un point

Comment calculer les dérivées partielles de $$f(x,y)=\frac{sin(x^3)-sin(y^3)}{x^2+y^2}$$ au point $(0,0)$

Moi, je considère l'application $f_1 : t --> f(0,t)$

Puis je calcule $f_1^{'} (t)$ puis $f_1^{'} (0)$

Est-ce bien ça, car j'arrive à une division par 0

Bref, j'ai tout oublié au bout de seulement trois ans :(

Réponses

  • Bon départ, mais tu te vautres par manque de rigueur. Ton application partielle est définie par :
    $f_{1}(t) = -\dfrac{\sin(t^{3})}{t^{2}}$ si $t \neq 0$
    $f_{1}(0) = 0$
    Pour calculer un éventuel $f'_1(0)$, tu dois calculer la limite en 0 de
    $\dfrac{f_{1}(t}-f_{1}(0)}{t} = -\dfrac{\sin(t^{3})}{t^{3}}$
    et alors ...
  • Merci d'avoir répondu si vite !

    Comment trouvez-vous que $f_1(0)=0$

    Et pourquoi faut-il caluler cette limite ?
    J'ai bien vu ce qu'elle valailt avec le code latex :)
  • Bonjour, je ne vois pas comment prolonger $f$ en $(0,0)$.
  • En fait on prolonge $f_1$ par continuité en 0, n'est-ce pas .
  • Finalement, je trouve :

    $$\frac{\partial f}{\partial x}(0,0)=1$$ et $$\frac{\partial f}{\partial y}(0,0)=-1$$
  • Une lecture trop rapide du sujet, m'avait fait penser que $f$ était prolongée par $f(0,0) = 0$, d'où la valeur de $f_{1}(0)$.
    Commençons par ce prolongement ; pour $(x,y) \neq (0,0)$ :
    $$|f(x,y)| \leq \dfrac{ | \sin(x^{3}) | + | \sin(y^{3}) | }{ x^{2} + y^{2} } \leq \dfrac{ | x^{3} | + |y^{3} | }{ x^{2} + y^{2} }$$
    et
    $$| x^{3} | + | y^{3} | \leq ( x^{2} + y^{2} )(|x| + |y|)$$
    donc
    $$|f(x,y)| \leq |x| + |y|$$
    et le prolongement par continuité à l'origine.

    Je corrige mon LaTeX. Il reste à calculer la limite, si elle existe, de
    $$\dfrac{ f_{1}(t) - f_{1}(0) }{t} = -\dfrac{ \sin(t^{3}) }{t^{3}}$$
    Puis tu recommences avec la seconde application partielle $f_{2} : t \mapsto f(t,0)$, qui ressemble beaucoup à la première
  • En fait, sauf erreur, en calculant $$\frac{\partial f}{\partial x}(x,x)$$ et en calculant sa limite en $(0,0)$ on montre que f n'est pas $C^1$ sur $R^2$

    Qu'en pensez-vous ?
  • Bien évidemment, cela fonctionne si cette limite n'existe pas, ou existe en étant distincte de $\dfrac{\partial f}{\partial x}(0,0)$.
  • Oui et c'est exactement ce que je trouve :)

    Merci

    Une dernière question : on me demande de calculer f(x,-x) pour montrer que f n'est pas différentiable en (0,0)

    Donc je trouve $$f(x,-x)=\frac{sin(x^3)}{x^2}$$

    Or, f est déiffrentiable en (0,0) s'il existe L application linéaire telle que :

    $$f(a+h,b+k)-f(a,b)-L(h,k)=||(h,k)||\epsilon(h,k)$$

    Donc en $(0,0)$, la relation devient donc :

    $$f(h,k)-f(0,0)-L(h,k)=f(h,k)-L(h,k)=||(h,k)||\epsilon(h,k)$$

    Peut-on évaluer cette relation en $k=-h$ ?

    Et dans ce cas là, que vaut $L(h,k)$

    Suis-je sur la bonne voie ?

    Merci encore
  • Ah, la différentielle vaut $$L(h,k)=h-k$$

    Donc on évalue la relation en $k=-h$, non ?
  • C'est bon j'ai trouvé finalement !
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