(2019 : 214 - Théorème d’inversion locale, théorème des fonctions implicites. Exemples et applications en analyse et en géométrie.)
Il s’agit d’une leçon qui exige une bonne maîtrise du calcul différentiel. Même si le candidat ne propose pas ces thèmes en développement, on est en droit d’attendre de lui des idées de démonstration des deux théorèmes fondamentaux qui donnent son intitulé à la leçon. Il est indispensable de savoir mettre en pratique le théorème des fonctions implicites au moins dans le cas de deux variables réelles. On attend des applications en géométrie différentielle notamment dans la formalisation de la méthode des multiplicateurs deLagrange. En ce qui concerne la preuve du théorème des extrema liés, la présentation de la preuve par raisonnement « sous-matriciel » est souvent obscure ; on privilégiera si possible une présentation géométrique s’appuyant sur l’espace tangent. Plusieurs inégalités classiques de l’analyse peuvent se démontrer avec ce point de vue : arithmético-géométrique, Hölder, Carleman, Hadamard,... $\\$ Pour aller plus loin, l’introduction des sous-variétés est naturelle dans cette leçon. Il s’agit aussi d’agrémenter cette leçon d’exemples et d’applications en géométrie, sur les courbes et les surfaces.
223 : Suites numériques. Convergence, valeurs d’adhérence. Exemples et applications.
Pas de réponse fournie.
Pas de réponse fournie.
1) Questions sur le dev (théorème des fonctions implicites)
- Vérification que j'avais compris le calcul d'une différentielle dans mon dev
- Pourquoi on pouvait "deviner" que la différentielle de la fonction implicite était de la forme proposée dans l'énoncé du théorème
- Pourquoi l'application qui à une matrice inversible associe son inverse est continue?
2) Questions sur le plan
- Et si dans le théorème des fonctions implicites on suppose que $f$ est plus régulière (par exemple de classe $C^k$), est ce qu'on a plus de régularité sur la fonction implicite $\phi$? ($\phi$ est de classe $C^k$ d'après l'expression de sa différentielle)
- Justifier pourquoi exp (matricielle) est un difféomorphisme local en $0_n$ (classique)
- Montrer que exp (matricielle) est dérivable partout (utiliser les théorème de dérivation des séries de fonctions)
- Qu'est ce qu'un difféomorphisme global, quel est le lien avec les difféomorphismes locaux?
- Donner un exemple de difféomorphisme local non difféomorphisme global (l'application $z \mapsto z^2$ où $z \ne 0$ est vu comme un complexe)
- Illustrer le théorème des extremas liés par une figure (j'ai bidouillé une figure, ce n'était pas très convainquant, on est passé à la suite)
3) Exercices
- Soit $f$ une application $\mathbf{R}^n \to \mathbf{R}^n$ de classe $C^1$ telle que $\forall x \in \mathbf{R}^n, \forall y \in \mathbf{R}^n, ||f(x)-f(y)|| \geq ||x-y||$. Montrer que $f$ est un difféomorphisme global de $\mathbf{R}^n$ sur $\mathbf{R}^n$ (injectivité évidente, montrer que f est un difféomorphisme local en vérifiant que la différentielle est injective, en déduire que l'image de $f$ est ouverte, vérifier l'image est complète par des suites de Cauchy donc fermée, et enfin conclure que l'image est $\mathbf{R}^n$ tout entier par connexité)
Attitude neutre, un tout petit peu d'aide
Première fois que je présentais un résultat sur un tableau (candidat libre), j'ai rédigé de façon assez brouillonne le dev.
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Pas de réponse fournie.
Pas de réponse fournie.
Quelques petites questions sur le développement (on m'a demandé des précisions sur certains points). Ensuite, un juré a repris point par point chaque application du théorème des fonctions implicites se trouvant dans mon plan (que j'avais honteusement pompé du Madère), j'ai eu beaucoup de mal à répondre...
Le juré qui a repris mes applications avait un ton légèrement cassant et ne m'aidait pas beaucoup lorsque je bloquais... Les deux autres étaient visiblement intéressés par ce que j'avais à raconter et m'ont posé beaucoup de questions et ne me laissaient pas sans rien faire au tableau. Globalement, l'expérience était positive.
J'avais à disposition un tableau blanc (velleda). Sinon, rien à signaler.
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