IC1
I(f)=∫ABf(M)ds→f(M)=x−y1, et Γ:y=2x−2 sur {A(0,−2)B(4,0)
-
ds=dx2+dy2=1+(dxdy)2dx ; dxdy=21⇒ds=1+(21)2dx=25dx.
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f(M)=x−y1=x−(x/2−2)1=x/2+21=x+42.
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Intégrale :
I(f)=∫xA=0xB=4x+4225dx=5∫04x+41dx=5[ln(x+4)]04=5(ln8−ln4)=5ln2
IC2
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a) Élément de longueur :
ds=1+(dxdy)2dx→dxdy=42x−2x1=2xx2−1
⇒1+(dxdy)2=1+(2xx2−1)2=(2x)24x2+x4−2x2+1=(2x)2x4+2x2+1=(2x)2(x2+1)2
⇒ds=2xx2+1dx=(2x+2x1)dx=21(x+x1)dx
b) Longueur :
l=∫xA=1xB=eds=∫1e21(x+x1)dx=21[2x2+lnx]1e=21(2e2+1−21)=41(e2+1)≈2,1 m
-
Circulation :
IC=∫1eΦ(x,y)ds=∫1ex(2x+2x1)dx=∫1e(2x2+21)dx=[6x3+2x]1e=6e3+2e−61−21≈4,04
IC3
y(x)=x(3x−1)=x1/2(3x−1)=3x3/2−x1/2→Φ(x,y)=xy=x(3x3/2−x1/2)=3x5/2−x3/2
-
Longueur :
ds=1+(dxdy)2dx→dxdy=233x1/2−21x−1/2=2x−2x1
⇒1+(dxdy)2=1+(2x−2x1)2=1+4x−22x2x1+4x1=4x+21+4x1=(2x+2x1)2
⇒ds=(2x+2x1)dx=(2x1/2+2x−1/2)dx
l=∫xA=0xB=3ds=∫03(2x1/2+2x−1/2)dx=[322x3/2+22x1/2]03=333/2+31/2=2×31/2=23
-
Circulation :
IC=∫03Φ(x,y)ds=∫03(3x5/2−x3/2)(2x1/2+2x−1/2)dx=∫03(6x3+6x2−2x2−2x)dx=∫03(6x3−3x2−2x)dx
IC=[24x4−9x3−4x2]03=(2481−927−49)=2481−72−54=−2445=−815
IC4
- ⎩⎨⎧x=acosty=asintz=ht, t∈[0,2π] ⇒⎩⎨⎧dx/dt=−asintdy/dt=acostdz/dt=h
- ds=(dtdx)2+(dtdy)2+(dtdz)2dt=a2sin2t+a2cos2t+h2dt=a2+h2dt
- L=∫02πds=∫02πa2+h2dt=a2+h2∫02πdt=2πa2+h2
IC6
-
ρ=ae−φ, φ∈[0,2π].
-
ds=(dρ)2+(ρdφ)2=(dφdρ)2+ρ2dφ=(−ae−φ)2+(ae−φ)2dφ=2a2(e−φ)2dφ, soit ds=2ae−φdφ.
-
Longueur :
L=∫02πds=∫02π2ae−φdφ=a2[−e−φ]02π=a2(−e−2π−(−e−0))=a2(1−e−2π)
φ→+∞limL=a2(1−e−∞)=a2
IC9
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Γ{ρ=Rφ∈[0,2π]→{x=Rcosφy=Rsinφ, R constante.
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λ(x,y)=C, C constante : Q=∮ΓCdl=C∮Γdl=2πRC, car ∮Γdl = périmètre du cercle.
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λ(x,y)=x2+y2Cx2 → coordonnées polaires ⇒λ(R,φ)=R2cos2φ+R2sin2φCR2cos2φ=Ccos2φ ; dl=(dρ)2+(ρdφ)2=(dR)2+(Rdφ)2=Rdφ.
Q=∮02πCcos2(φ)Rdφ=RC∮02π21+cos(2φ)dφ=2RC[φ+sin(2φ)]02π=πRC
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Σ{ρ∈[0,R]φ∈[0,2π]→{x=ρcosφy=ρsinφ
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σ(x,y)=C, C constante : Q=∬ΣCdS=C∬ΣdS=πR2C, car ∬ΣdS = aire du disque.
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σ(x,y)=Cx2+y2 → coordonnées polaires ⇒σ(ρ,φ)=Cρ ; dS=ρdρdφ :
Q=∫02πdφ∫0RCρ2dρ=2πC3R3
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E⎩⎨⎧r∈[0,R]θ∈[0,π]φ∈[0,2π]→⎩⎨⎧x=rsinθcosφy=rsinθsinφz=rcosθ
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ρ(x,y,z)=C, C constante : Q=∭ECdV=C∭EdV=34πR3C, car ∭EdV = volume de la sphère.
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ρ(x,y,z)=Cx2+y2+z2 → coordonnées sphériques ⇒ρ(r,θ,φ)=Cr ; dV=r2sinθdrdθdφ :
Q=∫02πdφ∫0πsinθdθ∫0RCr3dr=2π2C4R4=πCR4