Exercices d Analyse IV. Solution: Une méthode relativement générale est de poser:

Documents pareils
Théorème de Poincaré - Formule de Green-Riemann

LICENCE DE MATHÉMATIQUES DEUXIÈME ANNÉE. Unité d enseignement LCMA 4U11 ANALYSE 3. Françoise GEANDIER

Correction de l épreuve CCP 2001 PSI Maths 2 PREMIÈRE PARTIE ) (

semestre 3 des Licences MISM annnée universitaire

Intégrales doubles et triples - M

Licence M.A.S.S. Cours d Analyse S4

Exercices - Fonctions de plusieurs variables : corrigé. Pour commencer

Fonctions de plusieurs variables

Synthèse de cours (Terminale S) Calcul intégral

Chapitre 2 Le problème de l unicité des solutions

Fonctions de plusieurs variables. Sébastien Tordeux

Méthodes de quadrature. Polytech Paris-UPMC. - p. 1/48

8.1 Généralités sur les fonctions de plusieurs variables réelles. f : R 2 R (x, y) 1 x 2 y 2

Commun à tous les candidats

FONCTIONS DE PLUSIEURS VARIABLES (Outils Mathématiques 4)

Intégrale et primitives

Tout ce qu il faut savoir en math

Calcul fonctionnel holomorphe dans les algèbres de Banach

Fonctions Analytiques

Fonctions de deux variables. Mai 2011

Corrigé du baccalauréat S Asie 21 juin 2010

Exercices - Nombres complexes : corrigé. Formes algébriques et trigonométriques, module et argument

3 Approximation de solutions d équations

Chapitre 1 : Fonctions analytiques - introduction

Notes du cours MTH1101 Calcul I Partie II: fonctions de plusieurs variables

Différentiabilité ; Fonctions de plusieurs variables réelles

C1 : Fonctions de plusieurs variables

Quelques contrôle de Première S

Les travaux doivent être remis sous forme papier.

Fonctions de plusieurs variables, intégrales multiples, et intégrales dépendant d un paramètre

Cours d Analyse IV Suites et Séries de fonctions

Exemple 4.4. Continuons l exemple précédent. Maintenant on travaille sur les quaternions et on a alors les décompositions

NOMBRES COMPLEXES. Exercice 1 :

I - PUISSANCE D UN POINT PAR RAPPORT A UN CERCLE CERCLES ORTHOGONAUX POLES ET POLAIRES

Université Paris-Dauphine DUMI2E. UFR Mathématiques de la décision. Notes de cours. Analyse 2. Filippo SANTAMBROGIO

Correction du Baccalauréat S Amérique du Nord mai 2007

Chapitre 11 : L inductance

Onveutetudierl'equationdierentiellesuivante

COURS D ANALYSE. Licence d Informatique, première. Laurent Michel

CHAPITRE 10. Jacobien, changement de coordonnées.

Correction du baccalauréat S Liban juin 2007

Chapitre VI Fonctions de plusieurs variables

Exercice 1 Trouver l équation du plan tangent pour chaque surface ci-dessous, au point (x 0,y 0,z 0 ) donné :


rf( 1 f(x)x dx = O. ) U concours externe de recrutement de professeurs agreg6s composition d analyse

Compte rendu des TP matlab

Cours d Analyse. Fonctions de plusieurs variables

Amphi 3: Espaces complets - Applications linéaires continues

I. Polynômes de Tchebychev

Introduction au pricing d option en finance

OM 1 Outils mathématiques : fonction de plusieurs variables

Exercices - Polynômes : corrigé. Opérations sur les polynômes

Exercice autour de densité, fonction de répatition, espérance et variance de variables quelconques.

LE PRODUIT SCALAIRE ( En première S )

n N = u N u N+1 1 u pour u 1. f ( uv 1) v N+1 v N v t

Notes du cours MTH1101N Calcul I Partie II: fonctions de plusieurs variables

Examen optimisation Centrale Marseille (2008) et SupGalilee (2008)

Fonctions de plusieurs variables : dérivés partielles, diérentielle. Fonctions composées. Fonctions de classe C 1. Exemples

Equations différentielles linéaires à coefficients constants

Introduction. aux équations différentielles. et aux dérivées partielles

Sur certaines séries entières particulières

Programmation linéaire

Introduction. Mathématiques Quantiques Discrètes

Chapitre 2 Le problème de l unicité des solutions

Fonctions de plusieurs variables et changements de variables

Dualité dans les espaces de Lebesgue et mesures de Radon finies

Cours Fonctions de deux variables

[ édité le 30 avril 2015 Enoncés 1

Dérivées d ordres supérieurs. Application à l étude d extrema.

Corrigé du baccalauréat S Pondichéry 12 avril 2007

Comparaison de fonctions Développements limités. Chapitre 10

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable T : pour travailler et mémoriser le cours

Séquence 8. Probabilité : lois à densité. Sommaire

ANALYSE : FONCTIONS D UNE VARIABLE RÉELLE

Université Paris-Dauphine DUMI2E 1ère année, Applications

Baccalauréat S Asie 19 juin 2014 Corrigé

Capes Première épreuve

Calcul intégral élémentaire en plusieurs variables

Activités numériques [13 Points]

Représentation géométrique d un nombre complexe

CNAM UE MVA 210 Ph. Durand Algèbre et analyse tensorielle Cours 4: Calcul dierentiel 2

3. Conditionnement P (B)

0utils mathematiques pour Sciences Physiques

ANALYSE NUMERIQUE NON-LINEAIRE

De même, le périmètre P d un cercle de rayon 1 vaut P = 2π (par définition de π). Mais, on peut démontrer (difficilement!) que

Fonctions de plusieurs variables

Licence de Mathématiques 3

Cours de Mécanique du point matériel

Continuité d une fonction de plusieurs variables

Formes quadratiques. 1 Formes quadratiques et formes polaires associées. Imen BHOURI. 1.1 Définitions

Fonctions de plusieurs variables et applications pour l ingénieur

STI2D Logique binaire SIN. L' Algèbre de BOOLE

Calcul différentiel sur R n Première partie

Intégration sur des espaces produits

Construction de l'intégrale de Lebesgue

Séquence 10. Géométrie dans l espace. Sommaire

Chapitre 1. L intérêt. 2. Concept d intérêt. 1. Mise en situation. Au terme de ce chapitre, vous serez en mesure de :

Fonctions de plusieurs variables

EXERCICE 4 (7 points ) (Commun à tous les candidats)

Image d un intervalle par une fonction continue

Transcription:

Exercices d Anlyse IV Philippe Metener FSB-SMA-MATHAA SGM, SEL, S Corrigé de l série 4 1. Soit un ouvert D R et u C (D), hrmonique dns D: A prtir de u x et u y ; construire une fonction f H(D): Solution: Une méthode reltivement générle est de poser: f() = f(x + iy) = A(x; y) + ib(x; y) = u x + bu y + i (cu x + du y ) ; et de déterminer ; b; c et d vi les reltions de Cuchy-Riemnn: A x = B y () u xx + bu xy = cu xy + du yy =) c = b et d = A y = B x () u xy + bu yy = (cu xx + du xy ) qui est véri é. f() = f(x + iy) = ( + ib)(u x iu y ): Même plus; si g H(C); lors h() = g(f()) H(D): Pr exemple g(w) = e w et f() = u y + iu x =) h() = e f() = e uy+iux = e uy (cos u x + i sin u x ) : Solution générle: Posons f() = f(x + iy) = A(; b) + ib(; b); où = u x et b = u y ; trouver les équtions que stisfont A et B et si possible trouver l solution générle. Les reltions de Cuchy-Riemnn donnent: (A + B b ) u xx + (A b B ) u xy = ; (A b B ) u xx + (A + B b ) u xy = : i. e. : (A + B b ) + (A b B ) = () A + B b = ; A b B = : Conclusion: si grd u C 1 (D; ) et si h(w) = h( + ib) = B(; b) + ia(; b) H(); lors f() = i h grd u = A(u x ; u y ) + ib(u x ; u y ) H(D): 1

. Soit un ouvert D C et f H(D); existe-t-il F H(D) telle que F () = f() dns D? Solution: Soit f(x+iy) = u(x; y)+iv(x; y); existe-t-il F (x+iy) = A(x; y)+ib(x; y), vec: F () = A x + ib x = u + iv et F () = B y ia y = u + iv? Autre formultion: peut-on trouver A et B telles que: (u; v) = = grda et (v; u) = = grdb? Or rot = e (v x + u y ) = et rot = e (u x v y ) = pr Cuchy-Riemnn. En conclusion, si D est simplement connexe, A et B existent. 3. Soit un ouvert D C, F H(D) et D un rc lisse; si est d origine 1 et d extrémité I ; lors: F ()d = F ( ) F ( 1 ); si est un rc simple fermé, lors F ()d = : Solution: Notons pr P 1; ; les points de D R qui représentent les nombres complexes 1; ; puis écrivons F () = u(x; y) + iv(x; y) et: F ()d = (u x + iv x ) (dx + idy) = u x dx v x dy + i u x dy + v x dx = Cuchy Riemnn u x dx + u y dy + i v x dx + v y dy = grd u d r + i grd v d r = u(p ) u(p 1 ) + i (v(p ) v(p 1 )) = u(p ) + iv(p ) [u(p 1 ) + iv(p 1 )] = F ( ) F ( 1 ): Si I est un rc simple fermé; idem qu en nlyse vectorielle et F ()d = : 4. Soit le cercle = f C j jj = 1g, orienté positivement; sns utiliser le théorème de Cuchy, clculer les intégrles complexes ci-dessous: ) e + b + c d; b) d; c) + b + c d; d) + 1 d; ; b; c; w C; jwj 6= 1: w

Solution (): F () = F () = e H(C) donc Solution (b): + b + c d = d + b e d = pr l ex.3. d d d + c = c ; cr seul le terme 1 n ps de primitive holomorphe dns un ouvert qui contient et pr un clcul direct: d c Solution (c): + b + c d = = c =e it ie it dt = ic: eit d d d d + b + c = b c ( 1 ) d = ib; cr 1 est holomorphe dns C fg : Solution (d): Pr division on obtient + 1 + 1 w d = w = + w + w + 1 ; pour écrire: w ( + w) d + w + 1 d w = w + 1 d w : () si jwj > 1; il existe une demi-droite, d; émnnt de w; telle que d \ = ;; insi Log ( w) H(C d) est une détermintion telle que (Log ( w)) = 1 w dns C d ; pr suite + 1 d = : w (b) si jwj < 1; il s git de clculer directement I = vient: d w ; en posnt w = rei ; r < 1; il I = e it I = i ie it dt re = i i dt 1 re it = i 1 r cos t ir sin t dt =) 1 + r r cos t les prités 1 r cos t 1 x dt; introduire cos t = 1 + r r cos t 1 + x vec x = tg t ; 3

1 1 r + (1 + r)x dx I = 4i (1 r) + (1 + r) x 1 + x = i 1 1 1 + x + 1 r (1 r) + (1 + r) dx; x 1 1 + r I = i rctn x + rctn 1 r x = i + = i: Conclusion: + 1 w d = i(w + 1): 5. Clculer les intégrles complexes ci-dessous, où les courbes sont orientées positivement: e e i) d et ii) d; où = f C j jj = 1g ; 3 3 + 1 iii) d et iv) + 1 3 + 1 d; où = f C j jj = g : ( + 1) Solution (i): f() = e H(C) et l représenttion intégrle de Cuchy donne: f(w) = 1 i f() w d = 1 i e w d = ew ; 8w tel que jwj < 1: Si w = ; lors: e = 1 = 1 e i d, donc: e d = i: Solution (ii): L représenttion intégrle de Cuchy se générlise : f (k) (w) = k i f() k d = ( w) k+1 i e ( w) k+1 d = ew ; 8w tel que jwj < 1: Ici, k = et w = ; donc: e d = i: 3 Solution (iii): Division et éléments simples donnent: 3 + 1 + 1 = + 1 + 1 = + + i + 4 i ; où = 1 ( 1 + i) :

Or i sont intérieurs à ; insi: 3 + 1 + 1 d = d + d + i + d i = (i) + (i) = i( + ) = i: Solution (iv): Les éléments simples donnent: 3 + 1 ( + 1) = + i + i + b ( + i) + b ( i) ; où = 1 + i 4 et b = 1 4 i 4 : Comme 1 = i ( i) dns f C j jj ; 6= ig ; nous vons: d ( i) = ; insi: 3 + 1 ( + 1) d = d + i + d i = i: 6. (Exercice complémentire) Si f : [; b] C, continue, lors: b b f(t)dt jf(t)j dt: Solution: Ecrivons f(t) = u(t) + iv(t); où u; v C ([; b]) ; donc intégrbles u sens de Riemnn; insi: b b f(t)dt = lim M1 M f(t k ); où t k = + k (b ); k M: M b f(t)dt = lim b M1 M f(t k ) = lim b f(t k ) M1 M lim b M1 M jf(t k )j = lim M1 b M p u (t k ) + v (t k ) () = b p b u (t) + v (t)dt = jf(t)j dt: L églité () est obtenue, cr p u (t) + v (t) est continue sur [; b] : 7. (Exercice supplémentire) Soit le demi-cercle C R = C : = R e i ; ; R > ; e montrer que lim R1 CR i d = : + 1 5

Solution: CR e i + 1 d = ir e i exp ir e i (R e i i) (R e i + i) d = ir e i exp (R ( sin + i cos )) d (R e i i) (R e i + i) + 1 d = R CR e i e R sin e i ir cos e = ir (R e i i) (R e i + i) d: e R sin e i ir cos e (R e i i) (R e i + i) d (ex. 6) R Or e i e ir cos = 1 et e R sin 1; cr sin ; de plus si R > 1; R e i i "distnce minimum de i à C R " = R 1; e R sin e i e ir cos jr e i ij jr e i + ij d: R e i + i "distnce minimum de i à C R " = p R + 1 R: Conclusion: + 1 d R d R(R 1) = R 1 CR e i : R1 6