Flashcards : Intégrales multiples et analyse vectorielle (34 cartes)

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1Question

Que calcule l’intégrale double d’une fonction sur un domaine plan ?

Réponse

Elle calcule des aires, volumes, masses et moments.

2Question

Qu'est-ce qu'un champ de vecteurs ?

Réponse

Une association d’un vecteur à chaque point d’un domaine avec direction, sens et intensité variables.

3Question

Quelles étapes comprend une démarche d’intégration ?

Réponse

Observer la géométrie, modéliser l’intégrale, calculer les intégrales successives, contrôler signe, unités et ordre de grandeur.

4Question

Qu'est-ce que l'intégrale double d'une fonction continue f sur un domaine D ?

Réponse

La limite des sommes des volumes des colonnes quand le découpage de D devient fin.

5Question

Quelle formule donne le volume sous la surface z=f(x,y) au-dessus du domaine D si f est positive ?

Réponse

V=∬Df(x,y) dx dyV=\iint_D f(x,y)\,dx\,dy

6Question

Comment s'exprime l'aire d'un domaine D avec une intégrale double ?

Réponse

∬D1 dx dy=Aire⁡(D)\iint_D 1\,dx\,dy=\operatorname{Aire}(D)

7Question

Comment s'exprime la linéarité de l'intégrale double ?

Réponse

∬D(λf+μg) dx dy=λ∬Df dx dy+μ∬Dg dx dy\iint_D(\lambda f+\mu g)\,dx\,dy=\lambda\iint_Df\,dx\,dy+\mu\iint_Dg\,dx\,dy pour tous réels λ et μ.

8Question

Quelle relation lie l'intégrale sur l'union de deux domaines disjoints ?

Réponse

L'intégrale sur l'union est la somme des intégrales sur chaque domaine.

9Question

Qu'est-ce qu'un domaine élémentaire en x ?

Réponse

Un domaine où a≤x≤b et y1(x)≤y≤y2(x) avec chaque section verticale un segment unique.

10Question

Quelle formule donne le théorème de Fubini sur un domaine élémentaire en x ?

Réponse

∬Df(x,y) dx dy=∫ab(∫y1(x)y2(x)f(x,y) dy)dx\iint_Df(x,y)\,dx\,dy=\int_a^b\left(\int_{y_1(x)}^{y_2(x)}f(x,y)\,dy\right)dx.

11Question

Quelles étapes comprend le calcul d'une intégrale double ?

Réponse

Observer les sections, modéliser le domaine, choisir l'ordre, calculer l'intégrale intérieure puis extérieure, et contrôler le résultat.

12Question

Comment les coordonnées polaires repèrent-elles un point M ?

Réponse

Par sa distance r=OM à l’origine et l’angle θ entre l’axe des abscisses et le vecteur OM.

13Question

Quelle formule exprime x en fonction de r et θ en coordonnées polaires ?

Réponse

x=rcos⁡(θ)x = r \cos(\theta).

14Question

Quelle formule exprime y en fonction de r et θ en coordonnées polaires ?

Réponse

y=rsin⁡(θ)y = r \sin(\theta).

15Question

Comment se transforme l’élément d’aire dx dy en coordonnées polaires ?

Réponse

dx dy = r dr dθd\theta.

16Question

Quelle formule donne le changement de variables polaires pour une intégrale double ?

Réponse

∬Df(x,y) dx dy=∬Δf(rcos⁡θ,rsin⁡θ) r dr dθ\iint_D f(x,y)\,dx\,dy = \iint_\Delta f(r\cos\theta,r\sin\theta)\,r\,dr\,d\theta.

17Question

Quelle formule donne la masse totale pour une densité surfacique ρ sur D ?

Réponse

M=∬Dρ(x,y) dx dyM=\iint_D \rho(x,y)\,dx\,dy

18Question

Comment s'exprime la coordonnée xGx_G du centre de gravité si M est non nulle ?

Réponse

xG=1M∬Dρ(x,y)x dx dyx_G=\frac{1}{M}\iint_D \rho(x,y)x\,dx\,dy

19Question

Comment s'exprime la coordonnée yGy_G du centre de gravité si M est non nulle ?

Réponse

yG=1M∬Dρ(x,y)y dx dyy_G=\frac{1}{M}\iint_D \rho(x,y)y\,dx\,dy

20Question

Quelle est la formule du moment quadratique par rapport à un axe δ ?

Réponse

Iδ=∬Dr2(x,y) dx dyI_\delta=\iint_D r^2(x,y)\,dx\,dy

21Question

Comment s'exprime le moment quadratique par rapport à l'axe des abscisses ?

Réponse

I(Ox)=∬Dy2 dx dyI_{(Ox)}=\iint_D y^2\,dx\,dy

22Question

Quelle est la formule du moment quadratique par rapport à l'axe des ordonnées ?

Réponse

I(Oy)=∬Dx2 dx dyI_{(Oy)}=\iint_D x^2\,dx\,dy

23Question

Quelles sont les coordonnées du centre de gravité du demi-disque donné ?

Réponse

(18,43π)\left(\frac{1}{8},\frac{4}{3\pi}\right)

24Question

Quelle est la valeur du moment quadratique par rapport à l’axe des abscisses pour ce demi-disque ?

Réponse

π8\frac{\pi}{8}

25Question

À quoi servent les intégrales doubles en génie civil ?

Réponse

À déterminer des aires, centres de gravité, moments quadratiques, volumes, poids, stabilité, débits, pressions et flux.

26Question

Dans une somme de Riemann bidimensionnelle, comment se calcule la contribution d'un rectangle contenant (uij,vij)(u_{ij},v_{ij}) ?

Réponse

C'est f(uij,vij)f(u_{ij},v_{ij}) multiplié par l'aire du rectangle.

27Question

Quand deux domaines sont-ils disjoints ?

Réponse

Leurs intérieurs ne se recouvrent pas, même si leurs bords peuvent se toucher.

28Question

Comment intégrer un domaine complexe ?

Réponse

On le décompose en domaines élémentaires disjoints puis on additionne leurs intégrales.

29Question

Quel est le volume sous le paraboloïde z=x2+y2z=x^2+y^2 au-dessus du disque x2+y2≤9x^2+y^2\le 9 ?

Réponse

V=81π2V=\frac{81\pi}{2}

30Question

Quel domaine est délimité par l'équation x2+y2−x=0x^2+y^2 - x=0 ?

Réponse

Un disque de centre (12,0)(\frac{1}{2},0) et de rayon 12\frac{1}{2}

31Question

Quelles sont les bornes en coordonnées polaires pour le domaine x2+y2−x=0x^2+y^2 - x=0 ?

Réponse

0≤r≤cos⁡(θ)0 \le r \le \cos(\theta) et −π2≤θ≤π2-\frac{\pi}{2} \le \theta \le \frac{\pi}{2}

32Question

Que mesure le moment quadratique d'une section ?

Réponse

La résistance géométrique d’une section à la flexion autour d’un axe.

33Question

Quelle est la masse totale du demi-disque supérieur de rayon 1 et densité ρ(x,y)=2+x ?

Réponse

Masse totale égale à π.

34Question

Quel est l’ordre d’étude pour analyser le demi-disque ?

Réponse

Calculer la masse, puis les coordonnées du centre de gravité, puis le moment quadratique par rapport à Ox.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 22 questions sur Intégrales multiples et analyse vectorielle.

1. Que permet notamment de calculer l’intégrale double d’une fonction répartie sur un domaine plan ?

2. Comment caractérise-t-on un champ de vecteurs défini sur un domaine ?

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