Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau licence
Partager :

Montrer une relation d'accroissement...

Posté par
God
27-12-13 à 08:58

Bonjour,

une onde se propage en 3D et on a montré les accroissements suivant :

\Delta x->\Delta x+\frac{du_x}{dx}\Delta x
\Delta y->\Delta y+\frac{du_y}{dy}\Delta y
\Delta z->\Delta z+\frac{du_z}{dz}\Delta z

et on a \Delta V = \Delta x \Delta y \Delta z

et de cela il faut montrer qu'on a :

\frac{dV}{V}=\frac{du_x}{dx}+\frac{du_y}{dy}+\frac{du_z}{dz}=\vec{\nabla} \vec{u}

Dans la correction de l'exercice il est tout simplement écrit :

"\Delta V = \Delta x \Delta y \Delta z donc les accroissements relatifs s'additionnent : \frac{dV}{V}=\frac{du_x}{dx}+\frac{du_y}{dy}+\frac{du_z}{dz}=\vec{\nabla} \vec{u} "

Mais je ne vois absolument pas le rapport....

Pour moi, \frac{dV}{V}=\frac{\frac{du_x}{dx}\Delta x \frac{du_y}{dy}\Delta y \frac{du_z}{dz}\Delta z}{\Delta x \Delta y \Delta z} mais ça ne m'aide pas du tout... une idée svp ? Merci

Posté par
efpe
re : Montrer une relation d'accroissement... 27-12-13 à 14:51

je ne suis pas sûr de comprendre toutes tes notations mais d'ordinaire ce qui se fait avec ce genre de problème c'est de prendre le logarithme de ton expression (ce qui va transformer tes multiplications en additions) puis de dériver.

Posté par
God
re : Montrer une relation d'accroissement... 27-12-13 à 15:49

En fait le but de l'exo (très long) est de généraliser la preuve de l'équation de propagation de d'Alembert en 3D

\Delta x \Delta y \Delta z c'est un petit volume d'air \Delta V au repos
u(\vec r, t) c'est le déplacement de l'onde
u_x, u_y, u_z c'est le déplacement de l'onde dans la direction de l'axe Ox, Oy, Oz respectivement

En premier, on nous demande d'exprimer l'accroissement de \Delta x en fonction de \Delta x et de \frac{du_x}{dx}
On a évidemment \Delta x->\Delta x+\frac{du_x}{dx}\Delta x

On généralise aux coordonnées y et z :

\Delta y->\Delta y+\frac{du_y}{dy}\Delta y
\Delta z->\Delta z+\frac{du_z}{dz}\Delta z

Maintenant, il faut montrer :

\frac{dV}{V}=\frac{du_x}{dx}+\frac{du_y}{dy}+\frac{du_z}{dz}=\vec{\nabla} \vec{u}

Il n'y a aucune autre information, je ne sais pas à quoi fait référence V, ni même dV.
Tout ce qui est dit, au tout début, c'est que \Delta V=\Delta x \Delta y \Delta z

Donc, j'ai essayé un peu tout ... dV= \Delta V infinitésimal=dxdydz mais à ce moment-là, V c'est quoi ?
ce qui me paraissait le plus plausible c'est que dV c'est le volume infinitésimal dont V s'est accru lors de l'accroissement (lorsque l'onde se propage dans \Delta V il y a eu une "excitation", et le volume s'est dilaté), autrement dit
dV=\frac{du_x}{dx}\Delta x \frac{du_y}{dy}\Delta y \frac{du_z}{dz}\Delta z et V=\Delta x \Delta y \Delta z

mais du coup j'obtiens :

\frac{dV}{V}=\frac{\frac{du_x}{dx}\Delta x \frac{du_y}{dy}\Delta y \frac{du_z}{dz}\Delta z}{\Delta x \Delta y \Delta z}
=\frac{du_x}{dx} \frac{du_y}{dy} \frac{du_z}{dz}
et donc un produit et pas une somme !

C'est une annale d'examen qui est censé durer deux heures, ça fait deux jours que je bloque sur cette question.

J'ai absolument tout essayé, je ne vois pas l'ombre d'une addition. Non, pas l'ombre de l'espérance de la possibilité de l'existence de l'addition qu'on doit démontrer...
Et vue la correction, ça à l'air d'être "trivial"....

Ça m'étonnerait qu'il faille utiliser le logarithme... cette question est censée être finie en 30s... merci quand même

Posté par
efpe
re : Montrer une relation d'accroissement... 27-12-13 à 16:17

d'accord, c'est un peu plus clair avec la signification de tes termes.
C'est en effet trivial si tu fais des maths façon physicien.

tu as V = xyz

si tu prends le logarithme : ln V = ln x + ln y + ln z
tu dérives : dV/V = dx/x + dy/y + dz/z

or tu as bien montré que la variation relative dx/x c'est dux/dx

Posté par
God
re : Montrer une relation d'accroissement... 27-12-13 à 16:32

Ah oui, en effet, c'est simple, merci beaucoup !



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2025

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !