Calcul différentiel

Exo 4

Commencez par chercher à résoudre l'exercice par vous-même.

Si vous manquez d'idée pour débuter, consultez l'indice fourni et recommencez à chercher.

Une solution détaillée vous est ensuite proposée.

Soit la fonction définie par : si et : .

Question

La fonction est-elle continue aux points avec ?

Indice

Etudiez la limite de quand tend vers avec .

Solution

Si tend vers , alors tend vers et tend vers .

Donc tend vers l'infini si .

Conclusion : La fonction n'est pas continue, donc pas différentiable aux points avec .

Question

La fonction est-elle continue en ?

Indice

Montrez qu'il existe des couples tels que lorsque tend vers .

Solution

Si , on a si et seulement si : .

Si , cette équation n'a pas de solution.

Si , cette équation a une unique solution . Or : .

Donc si et seulement si : avec et .

Or tend vers quand tend vers .

Mais : ne tend pas vers quand tend vers .

Conclusion : La fonction n'est pas continue, donc pas différentiable en .

Question

Montrer que la fonction admet une dérivée dans toutes les directions en .

Indice

Utilisez la définition de la dérivée directionnelle.

Solution

Soit un vecteur non nul de .

La fonction admet une dérivée en suivant le vecteur si et seulement si la fonction : est dérivable en .

Or : et : .

Donc, si : .

Et, si : car : .

Conclusion : La fonction admet une dérivée dans toutes les directions en .

Sa dérivée suivant est : si et si .

Question

En déduire les dérivées partielles de en .

Indice

Utilisez la dérivée directionnelle.

Solution

La dérivée partielle par rapport à est pour (donc et ).

La dérivée partielle par rapport à est pour (donc et ).

Conclusion : .

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