Outils mathématiques pour la physique (PCSI)/Discontinuité de première ou deuxième espèces d'une fonction scalaire d'une variable

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Discontinuité de première ou deuxième espèces d'une fonction scalaire d'une variable
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Chapitre no 21
Leçon : Outils mathématiques pour la physique (PCSI)
Chap. préc. :Vecteurs polaires ou axiaux, invariance par principe de Curie
Chap. suiv. :Portrait de phase d'un système dynamique
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Notion d'échelon d'amplitude A, discontinuité de 1ère espèce modifier

Variation de la tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur K et d'une source de tension parfaite de f.e.m. E lors de la fermeture de K modifier

 
Tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur   et d'une source de tension parfaite de f.e.m.   lors de la fermeture de  , modélisation en échelon de tension d'amplitude  

     Soit   la tension aux bornes de l'association série
   Soit   la tension aux bornes de « interrupteur   et source de tension parfaite de f.e.m.   » avec
                  Soit   la tension aux bornes de «  
                  Soit   la tension aux bornes de est la durée de fermeture de l'interrupteur » [1] ;

     pendant la petite durée   que dure la fermeture de  ,
     pendant la petite durée     varie de façon continue et très rapidement de   à  [2],
      pendant la petite durée   voir diagramme horaire ci-contre  en rouge sur le schéma .


Modélisation de la tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur K et d'une source de tension parfaite de f.e.m. E lors de la fermeture de K en échelon de tension d'amplitude E modifier

     On modélise la tension   précédente, en faisant tendre   vers  ,
     On modélise la tension   précédente, en une fonction  , discontinue en , appelée « échelon de tension d'amplitude » définie selon « »,
     On modélise la tension   précédente, en une fonction  , discontinue en , appelée « voir diagramme horaire ci-dessus  en bleu sur le schéma  ;

     On modélise la tension   précédente, en une fonction  , discontinue en , appelée « cet échelon de tension d'amplitude   a donc une discontinuité en  correspondant au
        On modélise la tension   précédente, en une fonction  , discontinue en , appelée « cet échelon de tension d'amplitude   a donc « saut fini ».

Discontinuité de 1ère espèce de l'échelon de tension d'amplitude E modifier

     L'échelon de tension   d'amplitude   est « discontinu de 1ère espèce en » car il est
     L'échelon de tension   d'amplitude   est « discontinu à gauche et à droite de   avec des limites finies distinctes « » ;

     on caractérise la discontinuité de 1ère espèce de l'échelon de tension en  par son saut fini à la traversée de  défini par
     on caractérise la discontinuité de 1ère espèce de l'échelon de tension en  par « » égal à l'amplitude   de l'échelon.

Échelon décentré de tension d'amplitude E modifier

     L'échelon de tension centré sur l'instant   d'amplitude   noté   est défini, par rapport à l'échelon de tension   de même amplitude   en faisant un changement d'origine des temps selon

« »,

  L'échelon de tension centré sur l'instant   d'amplitude   noté   il est donc discontinu de 1ère espèce en  car il est
  L'échelon de tension centré sur l'instant   d'amplitude   noté   il est donc discontinu à gauche et à droite de   avec des limites finies distinctes
  L'échelon de tension centré sur l'instant   d'amplitude   noté   il est donc discontinu à gauche et à droite de   avec « » ;

     on caractérise la discontinuité de 1ère espèce de l'échelon décentrée de tension en  par son saut fini à la traversée de  défini par
     on caractérise la discontinuité de 1ère espèce de l'échelon décentrée de tension en  par « » égal à l'amplitude   de l'échelon.

Discontinuité de 1ère espèce d'une fonction scalaire d'une variable en une valeur de cette dernière modifier

 
Exemple de graphe d'une fonction   discontinue de 1ère espèce en  

     Soit une fonction scalaire réelle   d'une variable réelle   continue sur les intervalles   et   avec  [3],
     Soit « la fonction   est discontinue de 1ère espèce en » si «  est continue à gauche et à droite de   sans l'être en  »
« la fonction   est discontinue de 1ère espèce en » c.-à-d. si « » [4] ;

     on caractérise la discontinuité de 1ère espèce de la fonction en  par son saut fini à la traversée de  défini par
     on caractérise la discontinuité de 1ère espèce de la fonction en  par « ».

     Remarque : « la discontinuité de 1ère espèce » est encore appelée « discontinuité de saut fini ».




Échelon unité (ou fonction d'Heaviside) modifier

     L'« échelon unité [5]  ou fonction d'Heaviside [6] » est défini par « », il est
             L'« échelon unité  ou fonction d'Heaviside » est discontinu de 1ère espèce en , le saut fini à cet instant étant « ».

     Remarques : On peut considérer l'échelon unité comme « limite, quand  , de la fonction  » dans laquelle
  Remarques : On peut considérer l'échelon unité comme « limite, quand «  représente la durée de variation continue et très rapide de la fonction de   à  » [7]  

     Remarques : On peut bien sûr définir un échelon unité décentré  ou fonction d'Heaviside [6] décentrée  selon « »,
       Remarques : On peut bien sûr définir un échelon unité décentré discontinu(e) de 1ère espèce en , le saut fini à cet instant étant « ».

     Réécriture d'un échelon de tension d'amplitude fixée à l'aide de la fonction d'Heaviside [6] : soit un échelon de tension   d'amplitude  , nous pouvons le réécrire sous la forme
      Réécriture d'un échelon de tension d'amplitude fixée à l'aide de la fonction d'Heaviside : soit un échelon de tension « » [8].

Exemples d'échelon dans d'autres domaines que l'électricité modifier

     Soit une grandeur permanente   imposée à partir de  , cela revient à « créer, à l'instant  , un échelon   de la grandeur   d'amplitude  » défini selon
  Soit une grandeur permanente   imposée à partir de  , cela revient à « créer, à l'instant  , un échelon « ».

     Exemples de mécanique :  on cherche à pousser un véhicule tombé en panne à l’aide d'une force horizontale permanente  , l'instant de début de la poussée étant choisi comme instant initial,
     Exemples de mécanique :  cela revient à  « créer, à l'instant  , un échelon de force   d'amplitude vectorielle  » défini selon
  Exemples de mécanique :  cela revient à  « créer, à l'instant  , un échelon de force « » ou,
     Exemples de mécanique :  cela revient à  « créer, à l'instant  , un échelon de composante horizontale de force   d'amplitude  » défini selon
  Exemples de mécanique :  cela revient à  « créer, à l'instant  , un échelon de composante horizontale de force « »
     Exemples de mécanique :  cela revient à  « créer, à l'instant  , un échelon de composante horizontale de force  obtenu en projetant sur   l'échelon de force  .

     Exemples de mécanique :  Il y a aussi des cas où une force non permanente   existe à partir d'un instant particulier choisi comme instant initial, on pourrait alors utiliser la fonction d'Heaviside [6], [9]
     Exemples de mécanique :  Il y a aussi des cas où une force non permanente   existe à partir d'un instant particulier pour exprimer que cette force est nulle avant l'instant  
     Exemples de mécanique :  Il y a aussi des cas où une force non permanente   existe à partir d'un instant particulier bien que ce ne soit pas un échelon de force qui soit créé, cela donnerait
     Exemples de mécanique :  Il y a aussi des cas où une force non permanente   existe à partir d'un instant particulier « », exemple ci-après :
     Exemples de mécanique :  corps chutant et rencontrant le sol à l'instant considéré comme initial, ce corps subit, à partir de cet instant, la réaction du sol  , qui pourrait être réécrite [9] sous la forme
   Exemples de mécanique :  corps chutant et rencontrant le sol à l'instant considéré comme initial, ce corps subit, à partir de cet instant, la réaction du sol « ».

     Bien sûr on pourrait trouver des exemples d'échelon dans pratiquement tous les domaines de la physique ainsi que
     Bien sûr on pourrait trouver d'autres exemples dans le domaine électrique  

« Dérivée 1ère » d'un échelon d'amplitude A, pic de Dirac et discontinuité de 2ème espèce modifier

Dérivée temporelle de la tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur K et d'une source de tension parfaite de f.e.m. E lors de la fermeture de K modifier

 
Dérivée temporelle de la tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur   et d'une source de tension parfaite de f.e.m.   lors de la fermeture de  , modélisation en pic de Dirac [10] d'impulsion  

     La tension aux bornes de l'association série « interrupteur   et source de tension parfaite de f.e.m.   lors de la fermeture de  »
     La tension aux bornes de l'association série s'écrivant « » avec   durée de la variation
     La tension aux bornes de l'association série continue, très rapide et supposée dérivable de la fonction de   à  [11], on en déduit la forme de
     sa dérivée temporelle « »  diagramme horaire ci-contre en rouge .

Propriétés de la dérivée temporelle de la tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur K et d'une source de tension parfaite de f.e.m. E lors de la fermeture de K modifier

     L'aire   de la surface comprise entre le « pic de   et l'axe des temps »  ou plus simplement l'« aire sous le pic de   »  se définissant par « » [12]
     L'aire   se réécrit, compte-tenu de la nullité de la fonction   sur les intervalles   et  , selon « »
     L'aire   ce qui s'intègre simplement en « » soit finalement

l'« aire sous le pic de   valant  » « quelle que soit la durée   de variation de  ».

Modélisation de la dérivée temporelle de la tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur K et d'une source de tension parfaite de f.e.m. E lors de la fermeture de K en pic de Dirac de tension d'impulsion E modifier

     Ayant modélisé   en un échelon de tension d'amplitude   en faisant tendre   vers     une nouvelle fonction continue et dérivable sauf à l'instant de fermeture de l'interrupteur,
      Ayant modélisé   en un échelon de tension d'amplitude   en faisant tendre   vers     une nouvelle fonction continue et dérivable sauf à instant de discontinuité de 1ère espèce,
     on cherche à modéliser   en faisant tendre   vers  , ce qui, ayant pour conséquence une limite infinie à l'instant de fermeture de l'interrupteur [13],
     on cherche à modéliser   en faisant tendre   vers  , ce qui, conduirait à « une fonction nulle partout à l'exception de   où elle ne pourrait être définie car ayant une limite infinie » ;
     mais modéliser   par la fonction nulle partout à l'exception de   où elle ne serait pas définie   la propriété de « l'aire sous le pic de   égale à  » sans signification sur le modèle !

 
Dérivée temporelle de la tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur   et d'une source de tension parfaite de f.e.m.   lors de la fermeture de  , modélisation en pic de Dirac [10] d'impulsion  

     Aussi cherchant à maintenir la propriété d'« aire sous le pic de   égale à  » il convient de
     Aussi cherchant à maintenir la notion de pic dans la définition de la modélisation de quand , mais
     Aussi cherchant à maintenir la notion le pic tendant vers  , la modélisation ne peut plus être une fonction  

     On obtient alors un nouvel être mathématique appelé « distribution » [14] dont les propriétés  comme la dérivation ou l'intégration [15] 
           On obtient alors un nouvel être mathématique appelé « distribution » dont les propriétés prolongent celles des fonctions  

     La modélisation de «  quand  » conduit à une « distribution de Dirac » [10] que les physiciens appellent
     La modélisation de «  quand  » conduit à une « pic de Dirac d'impulsion  » [16] devant correspondre à

« » [17]  voir ci-contre le diagramme en bleu  avec la propriété d'
« aire sous le pic   égale à  » soit « » [18] ou « » [19].


Discontinuité de 2ème espèce du pic de Dirac de tension d'impulsion E modifier

     Une fonction   du temps  , continue en tout instant à l'exception de , est dite
 Une fonction   du temps  , « discontinue de 2ème espèce en » [20] « si l'une au moins des limites de à gauche ou à droite de , n'existe pas ou est infinie » ;

     la modélisation de la fonction «  quand  » conduisant à une « distribution de Dirac [10], [14] que nous appelons pic de Dirac [10] d'impulsion  » [16] devant correspondre à

« » [17] pour laquelle,

     si cette modélisation était une fonction, nous constaterions une limite à gauche et à droite infinie ou encore
     si cette modélisation était une fonction, nous constaterions un saut infini à gauche de   «  valant  » et
     si cette modélisation était une fonction, nous constaterions un saut infini à droite de   «  valant  » ce qui vérifierait bien une discontinuité de 2ème espèce en  [21] d'où
     si cette modélisation était une fonction, nous dirons, par abus, que le « pic de Dirac [10] d'impulsion   » [16] est discontinu de 2ème espèce en [22].

Un autre exemple de distribution : pic de Dirac décentré de tension d'impulsion E modifier

     Le « pic de Dirac [10] de tension centré sur l'instant   d'impulsion  » noté « » [23] est défini, par rapport au « pic de Dirac [10] de tension de même impulsion  » noté « » [17]
                 Le « pic de Dirac de tension centré sur l'instant   d'impulsion  » noté « » est défini, en faisant un changement d'origine des temps selon
            Le « pic de Dirac de tension centré sur l'instant   d'impulsion  » noté « » [17] avec la propriété d'« aire sous le pic   égale à  » soit
                        Le « pic de Dirac de tension centré sur l'instant   d'impulsion  » noté « » « » [24] ou « » [25].

Pic de Dirac d'impulsion unité et son lien avec l'échelon unité (ou « fonction » d'Heaviside) modifier

     Le « pic de Dirac [10] d'impulsion unité [26] » doit correspondre à « » [27], avec la propriété d'« aire sous le pic   égale à  » soit
                            Le « pic de Dirac d'impulsion unité » doit correspondre à « », avec la propriété d’« » [28] ou « » [29].

     Nous dirons, par abus, que le « pic de Dirac [10] d'impulsion unité » [16] est discontinu de 2ème espèce en [22].

     Propriétés : Ayant considéré l'échelon unité « » comme « limite, quand  , de la fonction  » dans laquelle
          Propriétés : Ayant considéré l'échelon unité « » comme « limite, quand   représente la durée de variation continue et très rapide de la fonction de   à  ,
     Propriétés : nous procédons de même « à partir de la dérivée temporelle de cette dernière  » et
     Propriétés : nous obtenons, quand  , «  c.-à-d.  » ;

     Propriétés : le fait que « » avec l'« aire sous le pic   de   égale à l'amplitude de  »
        Propriétés : le fait que « » conduit à « définir la dérivée temporelle [30] de l'échelon unité » par « le pic de Dirac [10] d'impulsion unité » soit « » [30].

     Propriétés : Si on utilise « » et la généralisation de l'intégration au sens des distributions, on retrouve alors le fait que l'« aire sous le pic  » est bien égale à   en effet

« » [31].

     Remarque : On peut bien sûr définir un « pic de Dirac [10] centré à l'instant   d'impulsion unité » selon « »,
           Remarque : On peut bien sûr définir un « pic de Dirac centré à l'instant   d'impulsion unité » discontinu de 2ème espèce en  et
           Remarque : On peut bien sûr définir un « pic de Dirac centré à l'instant   d'impulsion unité » s'identifiant à la dérivée temporelle de l'échelon unité centré à l'instant  [22] soit « ».

     Réécriture d'un pic de Dirac [10] de tension d'impulsion fixée à l'aide du pic de Dirac [10] d'impulsion unité : soit un pic de Dirac [10] de tension   d'impulsion  , nous pouvons le réécrire sous la forme
                     Réécriture d'un pic de Dirac de tension d'impulsion fixée à l'aide du pic de Dirac d'impulsion unité : soit un pic de Dirac de tension « » [32], en effet
                 Réécriture d'un pic de Dirac de tension d'impulsion fixée à l'aide du pic de Dirac d'impulsion unité : l'échelon de tension   d'amplitude   ayant été réécrit selon « » [33] et
                 Réécriture d'un pic de Dirac de tension d'impulsion fixée à l'aide du pic de Dirac d'impulsion unité : le pic de Dirac [10] de tension   d'impulsion   pouvant être considéré comme la
                      Réécriture d'un pic de Dirac de tension d'impulsion fixée à l'aide du pic de Dirac d'impulsion unité : le pic de Dirac de tension   dérivée temporelle  au sens des distributions  de  [34],
                 Réécriture d'un pic de Dirac de tension d'impulsion fixée à l'aide du pic de Dirac d'impulsion unité : d'où « » [35] soit le résultat énoncé compte-tenu de « ».

Exemples de pic de Dirac dans d'autres domaines que l'électricité modifier

     Soit une grandeur permanente   imposée à partir de  , cela revenant à « créer, à l'instant  , un échelon   de la grandeur   d'amplitude  » défini selon
  Soit une grandeur permanente   imposée à partir de  , cela revenant à « créer, à l'instant  , un échelon « », on obtient,
     « en formant la dérivée temporelle de l'échelon précédent » [30], le « pic de Dirac [10]   de la grandeur   d'impulsion  » [36] soit
               « en formant la dérivée temporelle de l'échelon précédent », le « pic de Dirac « » avec la propriété d'« aire sous le pic   valant  » soit
                    « en formant la dérivée temporelle de l'échelon précédent », le « pic de Dirac « » avec la propriété d’« » [37].

     Exemple de mécanique : un véhicule   sans frein heurte un autre véhicule   à l'arrêt  l'instant de collision est choisi comme instant initial , le choc étant très intense et durant très peu de temps,
      Exemple de mécanique : un véhicule   sans frein heurte un autre véhicule   à l'arrêt la force de collision horizontale que le véhicule   exerce sur le véhicule  , peut être matérialisée par
     Exemple de mécanique : un véhicule   sans frein heurte un autre véhicule   à l'arrêt  un « pic de Dirac [10]   de force, d'impulsion vectorielle  »,
     Exemple de mécanique : un véhicule   sans frein heurte un autre véhicule   à l'arrêt  défini selon « » ou, en projetant sur  ,
     Exemple de mécanique : un véhicule   sans frein heurte un autre véhicule   à l'arrêt  un « pic de Dirac [10]   de composante horizontale de force, d'impulsion  »,
     Exemple de mécanique : un véhicule   sans frein heurte un autre véhicule   à l'arrêt  défini selon « »,
     Exemple de mécanique : un véhicule   sans frein heurte un autre véhicule   à l'arrêt  défini avec la propriété d'« aire sous le pic   valant  » soit
     Exemple de mécanique : un véhicule   sans frein heurte un autre véhicule   à l'arrêt  défini avec la propriété d’« » [37], [38].

     Bien sûr on pourrait trouver des exemples de pic de Dirac [10] dans pratiquement tous les domaines de la physique ainsi que
     Bien sûr on pourrait trouver d'autres exemples dans le domaine électrique  

Nature de la discontinuité de la solution générale d'une équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène connaissant la nature de la discontinuité de l'excitation modifier

Nature de la discontinuité d'une excitation, somme d'excitations discontinues de numéros d'espèce différents pour le même instant initial modifier

     Soit une « excitation [39]  » dans laquelle «  et   sont des constantes de même dimension que  » et
           Soit une « excitation  » dans laquelle les « cœfficients multiplicateurs   et   respectivement une constante sans dimension et une autre exprimée en  [40] »,
     nous admettrons que « est discontinue en du numéro d'espèce égal au plus grand numéro d'espèce de discontinuité de ses composants », soit ici
     nous admettrons que «  discontinue de 2ème espèce si  » et
     nous admettrons que «  discontinue de 1ère espèce si  »  avec   nécessairement   sinon l'équation différentielle serait homogène .

Nature de la discontinuité de la solution générale d'une équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène du 1er ordre connaissant la nature de la discontinuité de l'excitation modifier

     Soit l'équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène du 1er ordre en   « » pour laquelle l'excitation [39] « » est
           Soit l'équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène du 1er ordre en   « » pour laquelle l'excitation  discontinue de 2ème espèce « si  » et
           Soit l'équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène du 1er ordre en   « » pour laquelle l'excitation  discontinue de 1ère espèce « si  » [41] ;
     nous admettrons  que la discontinuité de l'excitation [39] se retrouve sur la dérivée de plus haut ordre avec le même numéro d’espèce de discontinuité et
     nous admettrons  que le numéro d’espèce de discontinuité   de un simultanément à l’ordre de la dérivée  en considérant qu'une fonction discontinue de 0ème espèce est continue [42] et
     nous admettrons  que le numéro d’espèce de discontinuité   de un simultanément à l’ordre de la dérivée  en considérant que la dérivée d'ordre zéro d'une fonction est la fonction [42]  soit :
     nous admettrons  « si  », l'excitation [39] étant discontinue de 2ème espèce, la dérivée 1ère «  est discontinue de 2ème espèce » et
     nous admettrons  « si  », la solution générale de l'équation différentielle « est discontinue de 1ère espèce »,
     nous admettrons  « si  », l'excitation [39] étant discontinue de 1ère espèce, la dérivée 1ère «  est discontinue de 1ère espèce » et
     nous admettrons  « si  », la solution générale de l'équation différentielle « est discontinue de 0ème espèce c.-à-d. continue ».

Nature de la discontinuité de la solution générale d'une équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène du 2ème ordre connaissant la nature de la discontinuité de l'excitation modifier

     Soit l'équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène du 2ème ordre en   « » où l'excitation [39] « » est
           Soit l'équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène du 2ème ordre en   « » où l'excitation  discontinue de 2ème espèce « si  » et
           Soit l'équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène du 2ème ordre en   « » où l'excitation  discontinue de 1ère espèce « si  » [41] ;
     nous admettrons  que la discontinuité de l'excitation [39] se retrouve sur la dérivée de plus haut ordre avec le même numéro d’espèce de discontinuité,
     nous admettrons  que le numéro d’espèce de discontinuité   de un simultanément à l’ordre de la dérivée  en considérant qu'une fonction discontinue de 0ème espèce est continue [42] et
     nous admettrons  que le numéro d’espèce de discontinuité   de un simultanément à l’ordre de la dérivée  en considérant que la dérivée d'ordre zéro d'une fonction est la fonction [42] 
     nous admettrons  que le numéro d’espèce de discontinuité   de un à condition que le numéro zéro d’espèce de discontinuité ne soit pas atteint,
     nous admettrons  dans le cas contraire il y a stagnation du numéro d'espèce de discontinuité simultanément avec la   de l'ordre de la dérivée soit :
     nous admettrons  « si  », l'excitation [39] étant discontinue de 2ème espèce, la dérivée 2nde «  est discontinue de 2ème espèce », la dérivée 1ère «  discontinue de 1ère espèce » et
     nous admettrons  « si  », la solution générale de l'équation différentielle « est discontinue de 0ème espèce c.-à-d. continue »,
     nous admettrons  « si  », l'excitation [39] étant discontinue de 1ère espèce, la dérivée 2nde «  est discontinue de 1ère espèce », la dérivée 1ère «  discontinue de 0ème espèce c.-à-d.
           nous admettrons  « si  », l'excitation étant discontinue de 1ère espèce, la dérivée 2nde «  est discontinue de 1ère espèce », la dérivée 1ère «  continue » et
     nous admettrons  « si  », la solution générale de l'équation différentielle « est discontinue de 0ème espèce c.-à-d. continue ».

« Dérivée seconde » d'un échelon d'amplitude A (ou « dérivée 1ère » d'un pic de Dirac d'impulsion A) et conséquence sur la discontinuité de la solution générale d'une équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène lors de la présence d'un tel terme dans l'excitation modifier

Dérivée seconde de la tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur K et d'une source de tension parfaite de f.e.m. E lors de la fermeture de K et tentative de modélisation modifier

     Nous avons modélisé la « tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur   et d'une source de tension parfaite de f.e.m.   lors de la fermeture de  [43] »
     Nous avons modélisé en considérant cette dernière comme une fonction continûment dérivable à variation rapide sur une durée   entourant l'instant  [44] et
     Nous avons modélisé en faisant tendre   vers   pour définir les notions mathématiques d'« échelon » [45] et de « discontinuité de 1ère espèce » [46], puis
     nous avons formé la dérivée 1ère temporelle de cette fonction  ce qui est parfaitement justifié mathématiquement si la fonction est de classe  [47]  et
     nous avons modélisé cette dérivée 1ère en faisant tendre   vers  , ceci nous conduisant aux notions mathématiques de « pic de Dirac [10] » [48] et de « discontinuité de 2ème espèce » [49],
    Nous avons modélisé  ces deux notions pouvant être définies « directement » [50] en mathématiques, ce qui justifie a posteriori la méthode utilisée  ;
     nous allons appliquer la méthode de modélisation précédente
     nous allons appliquer à « la dérivée 2nde temporelle de la tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur   et d'une source de tension parfaite de f.e.m.   lors de la fermeture de  [43] »
     nous allons appliquer à «  dérivée 2nde temporelle parfaitement définie si la fonction est de classe  [51] 
     nous allons appliquer la méthode de modélisation précédente en faisant tendre   vers   mais  
     nous allons appliquer la méthode de modélisation précédente les notions « limites » que nous obtenons ne sont pas définies directement mathématiquement  tout au moins à ma connaissance ,
     nous allons appliquer la méthode de modélisation précédente il faut donc considérer ces notions « limites » que nous pourrions appeler “ double pic de Dirac [10] inversé ” et
     nous allons appliquer la méthode de modélisation précédente il faut donc considérer ces notions « limites » que nous pourrions appeler “ discontinuité de 3ème espèce ”
     nous allons appliquer la méthode de modélisation précédente il faut donc considérer ces notions « limites » comme un moyen pratique de traiter le cas réel correspondant à une durée de fermeture
     nous allons appliquer la méthode de modélisation précédente il faut donc considérer ces notions « limites » de l'interrupteur   excessivement petite mais non nulle
     nous allons appliquer la méthode de modélisation précédente il faut donc  utiliser ces notions « limites » non définies mathématiquement se justifie car les résultats obtenus sont ceux que nous aurions
     nous allons appliquer la méthode de modélisation précédente il faut donc  en travaillant avec les fonctions réelles de classe  [51] et en faisant tendre, après tout calcul,   vers  .

Évaluation de la dérivée temporelle seconde de la tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur K et d'une source de tension parfaite de f.e.m. E lors de la fermeture de K et « modélisation » modifier

     La tension aux bornes de l'association série « interrupteur   et source de tension parfaite de f.e.m.   lors de la fermeture de  » étant
     La tension aux bornes de l'association série  « » [44] avec   durée de la variation continue, très rapide et dérivable de   de   à  [52],

     la dérivée 1ère temporelle de la tension aux bornes de l'association série « interrupteur   et source de tension parfaite de f.e.m.   lors de la fermeture de  » étant
     La tension aux bornes de l'association série  « » [53] que l'on suppose dérivable [54], nous en déduisons

     la dérivée 2nde temporelle de la tension aux bornes de l'association série « interrupteur   et source de tension parfaite de f.e.m.   lors de la fermeture de  » selon

 
Dérivée temporelle seconde de la tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur   et d'une source de tension parfaite de f.e.m.   lors de la fermeture de  

     La tension aux bornes de l'association série  « » [55]  voir le
     La tension aux bornes de l'association série  « diagramme horaire ci-contre en rouge .

     En faisant « tendre   vers  »  la fonction «  a été modélisée en  » [45] avec
     En faisant « tendre   vers  »  la fonction «  l'échelon unité  ou fonction d'Heaviside [6] ,
     En faisant « tendre   vers  »  la fonction discontinu(e) de 1ère espèce en  »,
     En faisant « tendre   vers  »  la fonction dérivée 1ère temporelle «  a été modélisée en  » [48] avec «  le pic de Dirac [10] d'impulsion unité,  [40],
           En faisant « tendre   vers  »  la fonction dérivée 1ère temporelle «  a été modélisée en  » avec « discontinue de 2ème espèce en  »
     En faisant « tendre   vers  »   le pic de Dirac [10] d'impulsion unité   s'identifiant à la dérivée 1ère temporelle  [56] de l'échelon unité  ,
                 En faisant « tendre   vers  »   le pic de Dirac d'impulsion unité   s'identifiant à la dérivée 1ère temporelle   de l'échelon unité discontinue de 1ère espèce en   avec
     En faisant « tendre   vers  »   la propriété d'« aire sous le pic   égale à un » correspondant à l'intégrale [56], [12] « »  ;
     En faisant « tendre   vers  »  à ce stade nous pouvons déduire que « la modélisation de   en  »   « la modélisation de   en  »
     En faisant « tendre   vers  »  et par suite il est légitime d'induire la modélisation suivante

     En faisant « tendre   vers  »  la fonction dérivée 2nde temporelle «  se modélise en  » avec « [57] baptisé “ double pic de Dirac [10] inversé ” [58]
     En faisant « tendre   vers  »  la fonction dérivée 2nde temporelle «  se modélise en  » avec « de discontinuité qualifiée “ de 3ème espèce en  [59] »
     En faisant « tendre   vers  »   le “ double pic de Dirac [10] inversé ” [58] s'identifiant à la dérivée 1ère temporelle  [56] du « pic de Dirac [10] d'impulsion unité  ,
                            En faisant « tendre   vers  »   le “ double pic de Dirac inversé ” s'identifiant à la dérivée 1ère temporelle   du « pic de Dirac discontinu de 2ème espèce en  » et
                 En faisant « tendre   vers  »   le “ double pic de Dirac inversé ” s'identifiant à la dérivée 2nde temporelle  [56] de l'« échelon unité  ,
                       En faisant « tendre   vers  »   le “ double pic de Dirac inversé ” s'identifiant à la dérivée 2nde temporelle   de l'« échelon unité discontinu de 1ère espèce en  » avec
     En faisant « tendre   vers  »   la propriété d'« aire sous le “ double pic de Dirac [10] inversé ” [58] égale à zéro » correspondant à l'intégrale [56], [12] « » [60] .

Retour sur la nature de la discontinuité de la solution générale d'une équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène du 2ème ordre sachant que l'excitation est “ discontinue de 3ème espèce ” en t = 0 modifier

     Soit l'équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène du 2ème ordre en   « » où l'excitation [39] « »
     Soit l'équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène du 2ème ordre en   « » où l'excitation est  “ discontinue de 3ème espèce ” [59] « si  »,
           Soit l'équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène du 2ème ordre en   « » où l'excitation  discontinue de 2ème espèce « si   avec
           Soit l'équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène du 2ème ordre en   « » où l'excitation  discontinue de 2ème espèce « si  » et
           Soit l'équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène du 2ème ordre en   « » où l'excitation  discontinue de 1ère espèce « si  » avec            Soit l'équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène du 2ème ordre en   « » où l'excitation  discontinue de 1ère espèce « si  » [41] ;
     Soit l'équation différentielle linéaire à cœfficients constants hétérogène du 2ème ordre en   « » où remarque :   est sans unité,   en   et   en   ;
     nous admettrons  que la discontinuité de l'excitation [39] se retrouve sur la dérivée de plus haut ordre avec le même numéro d’espèce de discontinuité,
     nous admettrons  que le numéro d’espèce de discontinuité   de un simultanément à l’ordre de la dérivée  en considérant qu'une fonction discontinue de 0ème espèce est continue [42] et
     nous admettrons  que le numéro d’espèce de discontinuité   de un simultanément à l’ordre de la dérivée  en considérant que la dérivée d'ordre zéro d'une fonction est la fonction [42] 
     nous admettrons  que le numéro d’espèce de discontinuité   de un à condition que le numéro zéro d’espèce de discontinuité ne soit pas atteint,
     nous admettrons  dans le cas contraire il y a stagnation du numéro d'espèce de discontinuité simultanément avec la   de l'ordre de la dérivée soit :
     nous admettrons  « si  », l'excitation [39] étant “ discontinue de 3ème espèce ” [59], la dérivée 2nde «  est “ discontinue de 3ème espèce ” [59] »,
                 nous admettrons  « si  », l'excitation étant “ discontinue de 3ème espèce ”, la dérivée 1ère «  discontinue de 2nde espèce » et
     nous admettrons  « si  », la solution générale de l'équation différentielle « est discontinue de 1ère espèce »,
     nous admettrons  « si   avec  », l'excitation [39] étant discontinue de 2nde espèce, la dérivée 2nde «  est discontinue de 2nde espèce »,
           nous admettrons  « si   avec  », l'excitation étant discontinue de 2nde espèce, la dérivée 1ère «  discontinue de 1ère espèce » et
     nous admettrons  « si   avec  », la solution générale de l'équation différentielle « est discontinue de 0ème espèce c.-à-d. continue »,
     nous admettrons  « si   avec  », l'excitation [39] étant discontinue de 1ère espèce, la dérivée 2nde «  est discontinue de 1ère espèce »,
           nous admettrons  « si   avec  », l'excitation étant discontinue de 1ère espèce, la dérivée 1ère «  discontinue de 0ème espèce c.-à-d. continue » et
     nous admettrons  « si   avec  », la solution générale de l'équation différentielle « est discontinue de 0ème espèce c.-à-d. continue ».

Notes et références modifier

  1. En pratique cette durée est toujours petite.
  2. Nous supposerons de plus que la fonction ainsi définie est de classe suffisamment élevée pour n'avoir aucun souci de dérivabilité et ceci à n'importe quel ordre  toutefois, pour ce chapitre, la classe   suffira .
  3. Les bornes   et   pouvant être simultanément ou non   et  .
  4. C.-à-d. que d'une part, les limites à gauche et à droite sont finies et d'autre part, elles doivent être   pour que la fonction ne soit pas continue en  .
  5. Forme raccourcie pour dire « échelon d'amplitude unité ».
  6. 6,0 6,1 6,2 6,3 et 6,4 Oliver Heaviside (1850 - 1925) physicien britannique autodidacte, ayant commencé sa carrière en tant qu'opérateur de télégraphe, développa de façon intuitive le calcul opérationnel pour résoudre des équations différentielles en les transformant en équations algébriques, travailla sur la propagation des courants électriques dans des conducteurs et développa la fonction portant son nom  encore appelée échelon ou marche  utilisée dans l'étude de systèmes en automatique.
  7. Même démarche que pour passer   à   dans le paragraphe « modélisation de la tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur K et d'une source de tension parfaite de f.e.m. E lors de la fermeture de K en échelon de tension d'amplitude E » plus haut dans le chapitre.
  8. L'intérêt de cette réécriture est que « la grandeur tension et donc son unité » se retrouve dans le cœfficient multiplicateur  , la fonction d'Heaviside étant sans unité.
  9. 9,0 et 9,1 Mais en pratique on ne le fait pas car cela engendrerait une complication au lieu d'une simplification ; on préfère considérer les deux cas   et  .
  10. 10,00 10,01 10,02 10,03 10,04 10,05 10,06 10,07 10,08 10,09 10,10 10,11 10,12 10,13 10,14 10,15 10,16 10,17 10,18 10,19 10,20 10,21 10,22 10,23 10,24 10,25 10,26 et 10,27 Paul Adrien Maurice Dirac (1902 - 1984) physicien et mathématicien britannique, colauréat du prix Nobel de physique en  , on lui doit des avancées cruciales dans le domaine de la mécanique statistique et de la physique quantique des atomes, il démontra l'équivalence physique entre la mécanique ondulatoire de Schrödinger et la mécanique matricielle de Heisenberg, deux présentations de la même mécanique quantique et enfin, pour les besoins du formalisme quantique, il inventa la notion, sans fondement mathématique précis, connue de nos jours sous le nom de distribution de Dirac et dont la description rigoureuse fut établie par le mathématicien français Laurent Schwartz (1915 - 2002) dans sa théorie des distributions ; Paul Dirac fut colauréat du prix Nobel de Physique en   pour la découverte de formes nouvelles et utiles de la théorie atomique, l'autre moitié du prix Nobel étant décernée à Erwin Schrödinger pour la formulation de l'équation d'onde dite de Schrödinger.
       Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (1887 - 1961) physicien, philosophe et théoricien scientifique autrichien est à l'origine du développement d'un des formalismes théoriques de la mécanique quantique  connu sous le nom de mécanique ondulatoire  ; la formulation de l'équation d'onde connue sous le nom d'équation de Schrödinger lui a valu de partager le prix Nobel de physique en   avec Paul Dirac lequel a été honoré pour la découverte de formes nouvelles et utiles de la théorie atomique ; on doit encore à Erwin Schrödinger l'expérience de pensée proposée à Albert Einstein en   et connue sous le nom chat de Schrödinger.
       Werner Karl Heisenberg (1901 - 1976) physicien allemand, l'un des fondateurs de la mécanique quantique, ayant obtenu le prix Nobel de physique en   pour la création de la mécanique quantique, dont l’application a mené, entre autres, à la découverte des variétés allotropiques de l'hydrogène.
       Albert Einstein (1879 - 1955), physicien théoricien d'origine allemande, devenu apatride en   puis suisse en   ; on lui doit la théorie de la relativité restreinte publiée en  , la relativité générale en   ainsi que bien d'autres avancées dans le domaine de la mécanique quantique et la cosmologie ; il a reçu le prix Nobel de physique en   pour son explication de l'effet photoélectrique.
  11. On suppose la fonction   de classe   pour définir, par la suite, la dérivation jusqu'à l'ordre deux mais dans ce paragraphe il suffirait qu'elle soit de classe  .
  12. 12,0 12,1 et 12,2 Voir la notion d'« intégrale généralisée d'une fonction continue par morceaux sur un intervalle ouvert dont au moins une des bornes est infinie » du chap.  de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) ».
  13. En effet si « on remplace le pic de   et son voisinage non nul » par « un rectangle d'aire égale à l’aire sous le pic », le rectangle étant de « largeur  » doit être de « hauteur  » et quand « on fait tendre   vers  »  c.-à-d. quand la largeur du rectangle tend vers  , la « hauteur   doit tendre vers  » pour que l'aire soit conservée ;
       or « le remplacement du pic de   et de son voisinage non nul » par « un rectangle d'aire égale à l'aire sous le pic » correspond nécessairement à une « hauteur de pic de     à la hauteur du rectangle »  car « la présence de parties du voisinage moins proche du pic »   à « la hauteur du rectangle » nécessite « la présence de parties du voisinage proche du pic ainsi que du pic lui-même »   à « la hauteur du rectangle »    « un pic tendant vers   quand  ».
  14. 14,0 et 14,1 Encore appelée « fonction généralisée » par les anglicistes  mais cette théorie ayant été finalisée par Laurent Schwartz (1915 - 2002) mathématicien français du XXème siècle qui reçut, pour cela, la médaille Fields en  , on utilise, en France, préférentiellement le terme « distribution »  ;
       la théorie des distributions étant au moins de niveau   nous ne l'aborderons pas ici.
  15. Liste non exhaustive.
  16. 16,0 16,1 16,2 et 16,3 En fait la distribution de Dirac pour les mathématiciens est notée   et correspond au « pic de Dirac d'impulsion  » des physiciens, le « pic de Dirac d'impulsion  » de ces derniers est donc «  fois la distribution de Dirac des mathématiciens » soit « ».
  17. 17,0 17,1 17,2 et 17,3 Pour l'instant,   n'est qu'une notation pour le pic de Dirac de tension d'impulsion  , mais ultérieurement cette notation prendra la signification de dérivée temporelle de l'échelon de tension d'amplitude   c.-à-d.   considérée comme distribution  on rappelle qu'une fonction échelon n'est pas dérivable en   d'où la nécessité de la considérer comme distribution .
  18. Attention   étant une distribution, « » nécessite de définir l'intégrale  généralisée  d'une distribution  
       Toutefois le fait de ne pouvoir introduire la notion de distributions ainsi que celle de leurs dérivations ou intégrations au niveau de ce cours ne doit pas être considéré comme une difficulté, les dérivations ou intégrations étant en fait réalisées sur les fonctions réelles de classe   comme l'est  , ce n'est que sur leurs résultats que nous faisons tendre   vers   et les résultats obtenus sont effectivement ceux que nous aurions trouvés en travaillant directement sur les distributions  
  19.   étant nulle sur les intervalles   et  .
  20. Encore appelée « discontinuité essentielle » voir l'article de wikipédia sur les « discontinuités de 1ère ou 2ème espèces ».
  21. La définition n'excluant pas que les limites à gauche et à droite soient les mêmes pourvu qu'elles soient infinies.
  22. 22,0 22,1 et 22,2 La signification nécessitant qu'une « fonction » puisse avoir une valeur infinie dans son domaine de valeurs  ce qui n'est pas car quand une fonction admet une limite infinie lorsque la variable tend vers une certaine valeur, cette dernière est placée hors du domaine de définition de la fonction et par conséquent la valeur infinie est hors de son domaine de valeurs  et, en admettant ceci,
                               Le signification nécessitant d'observer un saut infini à gauche et à droite  on comprend mieux ainsi l'autre nom de « fonction généralisée » donnée à une « distribution » résultant, entre autres, d'autoriser des valeurs infinies pour les fonctions généralisées .
  23. Pour l'instant,   n'est qu'une notation pour le pic de Dirac décentré de tension d'impulsion  , mais ultérieurement cette notation prendra la signification de dérivée temporelle de l'échelon décentré de tension d'amplitude   c.-à-d.   considérée comme distribution  on rappelle qu'une fonction échelon décentrée n'est pas dérivable en   d'où la nécessité de la considérer comme distribution .
  24. Attention   étant une distribution, « » nécessite de définir l'intégrale  généralisée  d'une distribution  
       Toutefois le fait de ne pouvoir introduire la notion de distributions ainsi que celle de leurs dérivations ou intégrations au niveau de ce cours ne doit pas être considéré comme une difficulté, les dérivations ou intégrations étant en fait réalisées sur les fonctions réelles de classe   comme l'est  , ce n'est que sur leurs résultats que nous faisons tendre   vers   et les résultats obtenus sont effectivement ceux que nous aurions trouvés en travaillant directement sur les distributions  
  25.   étant nulle sur les intervalles   et  .
  26. Ou simplement « pic de Dirac » ou encore « distribution de Dirac » ou enfin, par abus, « fonction  sous-entendu généralisée  de Dirac ».
  27. S'il s'agissait d'une fonction on constaterait donc un saut infini à gauche de   ainsi qu'à droite de  , respectivement défini par «  valant  » et par «  valant  ».
  28. Attention   étant une distribution, « » nécessite de définir l'intégrale  généralisée  d'une distribution  
       Toutefois le fait de ne pouvoir introduire la notion de distributions ainsi que celle de leurs dérivations ou intégrations au niveau de ce cours ne doit pas être considéré comme une difficulté, les dérivations ou intégrations étant en fait réalisées sur les fonctions réelles de classe   comme l'est  , ce n'est que sur leurs résultats que nous faisons tendre   vers   et les résultats obtenus sont effectivement ceux que nous aurions trouvés en travaillant directement sur les distributions  
  29.   étant nulle sur les intervalles   et  .
  30. 30,0 30,1 et 30,2 Dérivée temporelle au sens des distributions, qui s'identifie à la dérivée temporelle au sens des fonctions pour les valeurs de variable où la fonction est dérivable mais ajoute une définition pour celles où la fonction n'est pas dérivable, voir non définie.
  31. Rappelons qu'il s'agit d'un abus d'écriture non correct au sens des fonctions mais dont les résultats obtenus sont les mêmes que ceux nous obtiendrions au sens des distributions  
  32. L'intérêt de cette réécriture est que « la grandeur tension et donc son unité » se retrouve dans le cœfficient multiplicateur  , le pic de Dirac d'impulsion unité étant en  .
  33. Voir le paragraphe « échelon unité (ou fonction d'Heaviside) » plus haut dans le chapitre.
  34. Selon la même démarche que celle exposée dans ce paragraphe pour lier le pic de Dirac d'impulsion unité et l'échelon unité.
  35.   étant une constante.
  36. Le pic de Dirac de grandeur   est bien homogène à un taux horaire de grandeur   car le pic de Dirac d'impulsion unité s'exprime en  .
  37. 37,0 et 37,1 Intégrale temporelle au sens des distributions, qui s'identifie à l'intégrale temporelle au sens des fonctions pour les valeurs de variable où la fonction est intégrable mais ajoute une définition pour celles où la fonction est infinie en y étant discontinue de 2ème espèce, voire non définie.
  38. Nous verrons dans le paragraphe « impulsion de force exercée par un système sur un point matériel pendant une durée finie » du chap.  de la leçon « Mécanique 1 (PCSI) », que «  définit l'impulsion de la force   sur l'intervalle  ».
  39. 39,00 39,01 39,02 39,03 39,04 39,05 39,06 39,07 39,08 39,09 39,10 39,11 39,12 et 39,13 L'excitation d'une équation différentielle linéaire hétérogène est le 2nd membre de l'équation écrite en y mettant exclusivement les termes indépendant de la fonction cherchée, tous les termes dépendant de cette dernière étant dans le 1er membre, voir le paragraphe « équation différentielle linéaire » du chap.  de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » ;
       l'excitation dépendant de la forme sous laquelle l'équation différentielle linéaire est écrite  donc du choix du cœfficient du terme de la dérivée du plus grand ordre , nous choisissons préférentiellement d'appeler « excitation » le 2nd membre de l'équation différentielle normalisée  c.-à-d. quand le cœfficient du terme de la dérivée du plus grand ordre est choisi égal à  .
  40. 40,0 et 40,1 On rappelle que le pic de Dirac d'impulsion unité s'exprime en  .
  41. 41,0 41,1 et 41,2 Le cœfficient   étant nécessairement   sinon l'équation différentielle serait homogène.
  42. 42,0 42,1 42,2 42,3 42,4 et 42,5 Appellation personnelle.
  43. 43,0 et 43,1 Choisi comme instant  .
  44. 44,0 et 44,1 Voir paragraphe « variation de la tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur K et d'une source de tension parfaite de f.e.m. E lord de la fermeture de K » plus haut dans ce chapitre.
  45. 45,0 et 45,1 Voir paragraphe « modélisation de la tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur K et d'une source de tension parfaite de f.e.m. E lors de la fermeture de K en échelon de tension d'amplitude E » plus haut dans ce chapitre.
  46. Voir paragraphe « discontinuité de 1ère espèce de l'échelon de tension d'amplitude E » plus haut dans ce chapitre.
  47. C.-à-d. fonction continûment dérivable jusqu'à l'ordre un.
  48. 48,0 et 48,1 Voir paragraphe « modélisation de la dérivée temporelle de la tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur K et d'une source de tension parfaite de f.e.m. E lors de la fermeture de K en pic de Dirac de tension d'impulsion E » plus haut dans ce chapitre.
  49. Voir paragraphe « discontinuité de 2ème espèce du pic de Dirac de tension d'impulsion E » plus haut dans ce chapitre.
  50. C.-à-d., pour la notion de pic de Dirac, sans passage à la limite de la dérivée temporelle 1ère d'une fonction à variation rapide mais en tant que distribution et,
       C.-à-d., pour la discontinuité de 2ème espèce en tant que discontinuité avec un saut non défini ou infini.
  51. 51,0 et 51,1 C.-à-d. fonction continûment dérivable jusqu'à l'ordre deux.
  52. On suppose la fonction   de classe   pour définir, par la suite, la dérivation jusqu'à l'ordre deux mais pour la dérivée 1ère il suffit qu'elle soit de classe  .
  53. Voir le paragraphe « dérivée temporelle de la tension aux bornes de l'association série d'un interrupteur K et d'une source de tension parfaite de f.e.m. E lors de la fermeture de K » plus haut dans ce chapitre.
  54. D'où la nécessité que la fonction   soit de classe  .
  55. Nous avons supposé les intervalles de   et   de même durée pour simplifier l'exposé mais ceci n'est pas indispensable.
  56. 56,0 56,1 56,2 56,3 et 56,4 Au sens des distributions.
  57. S'exprimant en  , l'unité du pic de Dirac étant la  .
  58. 58,0 58,1 et 58,2 Appellation personnelle, ne correspondant à aucune nomenclature mathématique, les mathématiciens l'appellent simplement « dérivée du pic de Dirac ».
  59. 59,0 59,1 59,2 et 59,3 Appellation personnelle dont le seul but est de réaliser une échelle des discontinuités, ce type de discontinuité en   correspondant à une valeur finie pour   et des valeurs infinies opposées quand la variable s'approche de   par la gauche ou par la droite n'étant pas définie en mathématiques  
  60. En effet   correspondant à l'aire positive sous le 1er pic compensée par l'aire négative sous le 2ème pic inversé ;
       plus généralement   voir l'article « dérivée du pic de Dirac » de wikipédia pour plus de détails.