« Outils mathématiques pour la physique (PCSI)/Exercices/Applications des formes différentielles et des différentielles de fonction » : différence entre les versions

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→‎Exercice 28-11 : +1sous-question(+mep+réps)
Ligne 170 :
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##<math>\int_{[A,B]}\omega=\int_{[A,B]}0=0</math> (car <math>y=0</math> sur <math>[A,B]</math>).<br><math>\int_{[B,C]}\omega=\int_0^1y\left(-(1-y)+y\right)\,\mathrm dy=\left[\frac{2y^3}3-\frac{y^2}2\right]_0^1=\frac16</math>.<br><math>\int_{[C,A]}\omega=\int_1^0y\left(0+y\right)\,\mathrm dy=\left[\frac{y^3}3\right]_1^0=-\frac13</math>.<br><math>\int_\Gamma\omega=0+\frac16-\frac13=-\frac16</math>.
##<math>\mathrm d\omega=\left(\frac{\partial(y^2)}{\partial x}-\frac{\partial(xy)}{\partial y}\right)\,\mathrm dx\,\mathrm dy=-x\,\mathrm dx\,\mathrm dy</math>. Soit <math>T</math> le triangle de bord <math>\Gamma</math>. <math>\int_\Gamma\omega=\int_Tiint_T\mathrm d\omega=\int_0^1-x\left(\int_0^{1-x}\,\mathrm dy\right)\,\mathrm dx=\int_0^1\left(x^2-x\right)\,\mathrm dx=\left[\frac{x^3}3-\frac{x^2}2\right]_0^1=-\frac16</math>.
#Non puisqu'elle n'est même pas fermée.
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Ligne 183 :
=0+\int_\pi^0x\sin x\,\mathrm dx+\int_0^0u\,\mathrm du=-\int_0^\pi x\sin x\,\mathrm dx</math><br>et <math>-\int_0^\pi x\sin x\,\mathrm dx=\left[-x\cos x\right]_\pi^0+\int_\pi^0\cos x\,\mathrm dx=-\pi</math>.
##<math>\mathrm d\omega=\left(\frac{\partial y}{\partial x}-\frac{\partial(xy)}{\partial y}\right)\,\mathrm dx\,\mathrm dy=-x\,\mathrm dx\,\mathrm dy</math>.
##*Soit <math>T</math> le triangle de bord <math>\Gamma</math>. <math>\int_\Gamma\omega=\int_Tiint_T\mathrm d\omega=0</math> car <math>T</math> est invariant par la symétrie <math>(x,y)\mapsto(-x,y)</math>, qui change <math>\mathrm d\omega</math> en son opposée.
##*<math>\int_\Gamma\mathrm d\omega=-\int_Dxiint_Dx\,\mathrm dx\mathrm dy=-\int_0^\pi x\sin x\,\mathrm dx=-\pi</math>.
#Non puisqu'elle n'est même pas fermée.
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Mêmes questions pour la forme <math>\omegaGamma=(x+y)\,\mathrm dx+(2x+y)\,\mathrm dy</math> et <math>\Gamma</math> le contour du domaine <math>D:=\{(x,y)\in\R^2\mid x,y\ge0,\;x^2+y^2\le1\}</math>. et pour la forme
#<math>\omega=(x+y)\,\mathrm dx+(2x+y)\,\mathrm dy</math> ;
#<math>\omega=xy(y\,\mathrm dx+2\,\mathrm dy)</math>.
{{Solution|contenu=
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##<math>\Gamma</math> est constitué de deux segments <math>[B,O]</math> et <math>[O,A]</math> et d'un quart de cercle <math>\overset{\displaystyle\frown}{AB}</math>.
##*<math>\int_{[AO,BA]}\omega=\int_0^1x\,\mathrm dx=\frac12</math>, <math>\int_{[B,O]}\omega=\int_1^0y\,\mathrm dy=-\frac12</math>, <math>\int_{\overset{\displaystyle\frown}{AB}}\omega=\int_0^{\pi/2}\left((\cos\theta+\sin\theta)(-\sin\theta)+(2\cos\theta+\sin\theta)\cos\theta\right)\,\mathrm d\theta=\int_0^{\pi/2}\frac{1+3\cos(2\theta)}2\,\mathrm d\theta=\left[\frac\theta2+\frac{3\sin(2\theta)}4\right]_0^{\pi/2}=\frac\pi4</math>.<math>\int_\Gamma\omega=\frac12-\frac12+\frac\pi4=\frac\pi4</math>.
##*<math>\mathrm dint_{[O,A]}\omega=\mathrm dx\int_{[B,O]}\mathrm dyomega=0</math>., <math>\int_{\Gammaoverset{\displaystyle\frown}{AB}}\omega=\int_Dint_0^{\pi/2}\cos\theta\sin\theta\left(-\sin^2\theta+2\cos\theta\right)\,\mathrm d\omegatheta=-\fracint_0^1s^3\pi4,\mathrm ds+2\int_1^0c^2\,-\mathrm dc=-\frac14+\frac23=\frac5{12}</math> (aire du quart de disque unité).
##
##*<math>\mathrm d\omega=\mathrm dx\,\mathrm dy</math>. <math>\int_\Gamma\omega=\iint_D\mathrm d\omega=\frac\pi4</math> (aire du quart de disque unité).
##*<math>\mathrm d\omega=2y(1-x)\,\mathrm dx\mathrm dy</math>. <math>\int_\Gamma\omega=2\iint_Dy(1-x)\,\mathrm dx\mathrm dy=2\iint_{0\le r\le1\atop0\le\theta\le\frac\pi2}r\sin\theta(1-r\cos\theta)\,r\mathrm dr\mathrm d\theta=
2\left(\int_0^\frac\pi2\left(\frac13-\frac{\cos\theta}4\right)\,\sin\theta\,\mathrm d\theta\right)=
2\left(\int_1^0\left(\frac13-\frac u4\right)\,(-\mathrm du)\right)=2\left(\frac13-\frac18\right)=\frac5{12}</math>.
#Non puisqu'elle n'est même pas fermée.
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