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Outils mathématiques pour la physique - bis (PCSI)/Opérateur linéaire du premier ordre “nabla” en représentation matricielle et expressions des champs qui en découlent

Leçons de niveau 14
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Opérateur linéaire du premier ordre “nabla” en représentation matricielle et expressions des champs qui en découlent
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Chapitre no 13
Leçon : Outils mathématiques pour la physique - bis (PCSI)
Chap. préc. :Groupes de symétries continues et globales, énoncé du théorème d'Emmy Nœther
Chap. suiv. :Notion de champs tensoriels, recherche d'une méthode compacte pour déterminer la variation d'un champ vectoriel
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En raison de limitations techniques, la typographie souhaitable du titre, « Outils mathématiques pour la physique - bis (PCSI) : Opérateur linéaire du premier ordre “nabla” en représentation matricielle et expressions des champs qui en découlent
Outils mathématiques pour la physique - bis (PCSI)/Opérateur linéaire du premier ordre “nabla” en représentation matricielle et expressions des champs qui en découlent
 », n'a pu être restituée correctement ci-dessus.


L'espace physique considéré dans ce chapitre est (sauf avis contraire) « orienté à droite »[1].

     Introduction : Une 1ère notion de l'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla” et de quelques champs qui en découlent
     Introduction : Une 1ère notion a été donnée au chap.19[2] de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » ;
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons d'abord de faire un rappel succinct de cet opérateur linéaire du 1er ordre “nabla” noté «» ainsi que
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons d'abord de faire un rappel succinct des opérateurs construits à partir de lui
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons d'abord de faire un rappel succinct des opérateurs “nabla scalaire ...” noté «»,
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons d'abord de faire un rappel succinct des opérateurs “nabla vectoriel ...” noté «» et
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons d'abord de faire un rappel succinct des opérateurs “nabla scalaire nabla” noté « ou 2», puis
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons d'abord de faire un rappel succinct des champs vectoriel ou scalaire qui en découlent :
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons d'abord de faire un rappel succinct des champ vectoriel gradient d'une fonction scalaire U(M)
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons d'abord de faire un rappel succinct des champ vectoriel noté «grad[U](M)=[U](M)»,
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons d'abord de faire un rappel succinct des champ scalaire divergence d'une fonction vectorielle A(M)
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons d'abord de faire un rappel succinct des champ scalaire noté «div[A](M)=A(M)»,
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons d'abord de faire un rappel succinct des champ vectoriel rotationnel d'une fonction vectorielle A(M)
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons d'abord de faire un rappel succinct des champ vectoriel noté «rot[A](M)=A(M)» et
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons d'abord de faire un rappel succinct des champ scalaire laplacien [3] d'une fonction scalaire U(M)
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons d'abord de faire un rappel succinct des champ scalaire noté «Δ[U](M)=2[U](M)»,
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons ensuite de présenter une représentation matricielle de ces champs vectoriels ou scalaires appliqués à des fonctions scalaire ou vectorielle et
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons ensuite de prolonger aux fonctions vectorielles l'application des opérateurs scalaires linéaires “dM scalaire nabla” et “vitesse scalaire nabla”
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons ensuite de prolonger aux fonctions vectorielles s'appliquant initialement aux fonctions scalaires,
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons ensuite d'introduire la notion de champ laplacien vectoriel[3] appliqué à une fonction vectorielle et
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons ensuite de vérifier, ou non, l'identification du champ laplacien vectoriel[3] d'une fonction vectorielle dans chaque repérage
     Introduction : dans ce chapitre nous nous proposons ensuite de vérifier, ou non, avec l'image de la fonction vectorielle par l'opérateur scalaire linéaire “nabla scalaire nabla”.

Rappel succinct de l'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla”, des opérateurs qui en découlent et des principaux champs vectoriels ou scalaires appliqués à des fonctions scalaire ou vectorielle de l'espace

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Opérateurs linéaires du 1er ordre “nabla”, “nabla scalaire ...”, “nabla vectoriel ...”, opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla”

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Opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla”

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     Définition équivalente dans les principaux repérages : repérage cartésien[6], «[]={ux(x)y,z+uy(y)x,z+uz(z)x,y}[]» ;

     Définition équivalente dans les principaux repérages : repérage cylindro-polaire[7], «[]={uρ(ρ)θ,z+uθ1ρ(θ)ρ,z+uz(z)ρ,θ}[]» ;

     Définition équivalente dans les principaux repérages : repérage sphérique[8], «[]={ur(r)θ,φ+uθ1r(θ)r,φ+uφ1rsin(θ)(φ)r,θ}[]».

Opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...”

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     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” noté «» est construit à partir de l'opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla”[9] et
      L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” noté «» est construit à partir de l'opérateur linéaire entre grandeurs vectorielles « multiplication scalaire »[10],
   L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” noté «» il est défini suivant le repérage utilisé selon les expressions suivantes :
         L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” noté «» il est défini en repérage cartésien «?={ux(x)y,z+uy(y)x,z+uz(z)x,y}?»[11],
         L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” noté «» il est défini en repérage cylindro-polaire «?={uρ(ρ)θ,z+uθ1ρ(θ)ρ,z+uz(z)ρ,θ}?»[11] et
         L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” noté «» il est défini en repérage sphérique «?={ur(r)θ,φ+uθ1r(θ)r,φ+uφ1rsin(θ)(φ)r,θ}?»[11].

Opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...”

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     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” noté «» est construit à partir de l'opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla”[9] et
      L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” noté «» est construit à partir de l'opérateur linéaire entre grandeurs vectorielles « multiplication vectorielle »[12],
   L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” noté «» il est défini suivant le repérage utilisé selon les expressions suivantes :
         L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” noté «» il est défini en repérage cartésien «?={ux(x)y,z+uy(y)x,z+uz(z)x,y}?»[13],
         L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” noté «» il est défini en repérage cylindro-polaire «?={uρ(ρ)θ,z+uθ1ρ(θ)ρ,z+uz(z)ρ,θ}?»[13] et
         L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” noté «» il est défini en repérage sphérique «?={ur(r)θ,φ+uθ1r(θ)r,φ+uφ1rsin(θ)(φ)r,θ}?»[13].

Opérateur linéaire du 2ème ordre “nabla scalaire nabla”

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     L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” noté «=2» est construit à partir de l'opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla”[9] et
      L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” noté «=2» est construit à partir de l'opérateur linéaire entre grandeurs vectorielles « multiplication scalaire »[10],
   L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” noté «=2» il est défini suivant le repérage utilisé selon les expressions suivantes :
         L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” noté «=2» il est défini en repérage cartésien «2[]={ux(x)y,z+uy(y)x,z+uz(z)x,y}2[]»[14],
         L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” noté «=2» il est défini en repérage cylindro-polaire «2[]={uρ(ρ)θ,z+uθ1ρ(θ)ρ,z+uz(z)ρ,θ}2[]»[14] et
         L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” noté «=2» il est défini en repérage sphérique «2[]={ur(r)θ,φ+uθ1r(θ)r,φ+uφ1rsin(θ)(φ)r,θ}2[]»[14].

Champ vectoriel gradient d'une fonction scalaire, champ scalaire divergence d'une fonction vectorielle, champ vectoriel rotationnel d'une fonction vectorielle et champ scalaire laplacien d'une fonction scalaire

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Champ vectoriel gradient d'une fonction scalaire de l'espace

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     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) «U[U]» c.-à-d. un champ vectoriel de l'espace noté «grad[U](M) définissant
     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) «U[U]» c.-à-d. le champ vectoriel gradient de la fonction scalaire U(M)», soit
     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) «grad[U](M)=[U](M)» avec «U fonction scalaire différentiable de l'espace »[15] d'où
     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) suivant le type de repérage utilisé, les composantes de «grad[U](M)=[U](M)» :
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) suivant le type en repérage cartésien «grad[U](M)=
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) suivant le type en repérage (Ux)y,z(M)ux+(Uy)x,z(M)uy+(Uz)x,y(M)uz»[16],
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) suivant le type en repérage cylindro-polaire «grad[U](M)=
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) suivant le type en repérage (Uρ)θ,z(M)uρ+1ρ(Uθ)ρ,z(M)uθ+(Uz)ρ,θ(M)uz»[17] et
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) suivant le type en repérage sphérique «grad[U](M)=
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) suivant le type en repérage (Ur)θ,φ(M)ur+1r(Uθ)r,φ(M)uθ+1rsin(θ)(Uφ)r,θ(M)uφ»[18] ;
     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) ces composantes de «grad[U](M)» selon le type de repérage utilisé sont en accord avec la « définition
     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) intrinsèque du champ vectoriel gradient d'une fonction scalaire de l'espace »[19] rappelée ci-dessous :

     Remarque : quand il y a transport d'une grandeur intensive [22] f(M,t) en raison du mouvement du milieu environnant {caractérisé par le vecteur vitesse VM(t) du point où le transport est considéré},
           Remarque : quand il y a transport d'une grandeur intensive f(M,t) on dit qu'il y a « advection de la grandeur scalaire f(M,t)» et
           Remarque : quand il y a transport d'une grandeur intensive f(M,t) on caractérise le transport de f(M,t) par « son champ scalaire d'advectionVM(t)[f(M,t)]” s'écrivant encore
           Remarque : quand il y a transport d'une grandeur intensive f(M,t) on caractérise le transport de f(M,t) par « son champ scalaire d'advection VM(t)grad[f(M,t)]” ».

Champ scalaire divergence d'une fonction vectorielle de l'espace

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     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) «AA» c.-à-d. un champ scalaire de l'espace noté «div[A](M) définissant
     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) «AA» c.-à-d. le champ scalaire divergence de la fonction vectorielle A(M)», soit
     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) «div[A](M)=A(M)» avec «A fonction vectorielle différentiable de l'espace »[23] d'où
     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) suivant le type de repérage utilisé, l'expression de «div[A](M)=A(M)» :
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) suivant le type en repérage cartésien «div[A](M)=
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) suivant le type en repérage (Axx)y,z(M)+(Ayy)x,z(M)+(Azz)x,y(M)»[24],
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) suivant le type en repérage cylindro-polaire «div[A](M)=
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) suivant le type en 1ρ([ρAρ]ρ)θ,z(M)+1ρ(Aθθ)ρ,z(M)+(Azz)ρ,θ(M)»[25] et
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) suivant le type en repérage sphérique «div[A](M)=1r2([r2Ar]r)θ,φ+
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) suivant le type en 1rsin(θ){[sin(θ)Aθ]θ}r,φ+1rsin(θ)(Aφφ)r,θ»[26],[27] ;
     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) ces expressions de «div[A](M)» selon le type de repérage sont en accord avec la « définition
     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) intrinsèque du champ scalaire divergence de la fonction vectorielle de l'espace A(M)»[28]
     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) intrinsèque du champ scalaire divergence de la fonction vectorielle de l'esp rappelée ci-dessous :

Champ vectoriel rotationnel d'une fonction vectorielle de l'espace

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     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) «AA» c.-à-d. un champ vectoriel de l'espace noté «rot[A](M) définissant
     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) «AA» c.-à-d. le champ vectoriel rotationnel de la fonction vectorielle A(M)», soit
     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) «rot[A](M)=A(M)» avec «A fonction vectorielle différentiable de l'espace »[31] d'où
     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) suivant le type de repérage utilisé, les composantes de «rot[A](M)=A(M)» :
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) suivant le type en repérage cartésien «rot[A](M)=
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) suivant le type en repérage {[(Azy)x,z(M)(Ayz)x,y(M)]surux[(Axz)x,y(M)(Azx)y,z(M)]suruy[(Ayx)y,z(M)(Axy)x,z(M)]suruz}»[32],
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) suivant le type en repérage cylindro-polaire «rot[A](M)=
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) suivant le type en {[1ρ(Azθ)ρ,z(M)(Aθz)ρ,θ(M)]suruρ[(Aρz)ρ,θ(M)(Azρ)θ,z(M)]suruθ1ρ[([ρAθ]ρ)θ,z(M)(Aρθ)ρ,z(M)]suruz}»[33] et
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) suivant le type en repérage sphérique «rot[A](M)=
L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) suivant le type en {1rsin(θ){([sin(θ)Aφ]θ)r,φ([Aθ]φ)r,θ}surur1rsin(θ)([Ar]φ)r,θ1r([rAφ]r)θ,φsuruθ1r{([rAθ]r)θ,φ([Ar]θ)r,φ}suruφ}»[34] ;
     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) ces composantes de «rot[A](M)» selon le type de repérage sont en accord avec la
     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) « définition intrinsèque du champ vectoriel rotationnel de la fonction vectorielle de l'espace »[35]
     L'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” appliqué à la fonction vectorielle de l'espace A(M) « définition intrinsèque du champ vectoriel rotationnel de la fonction vect rappelée ci-dessous :

Champ scalaire laplacien d'une fonction scalaire de l'espace

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     L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) «U22[U]» c.-à-d. un champ scalaire de l'espace noté «Δ[U](M) définissant
     L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) «U22[U]» c.-à-d. le champ scalaire laplacien[3] de la fonction scalaire U(M)», soit
     L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) «Δ[U](M)=2[U](M)» avec «U fonction scalaire différentiable de l'espace »[39],[40]
     L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) suivant le type de repérage utilisé, l'expression de «Δ[U](M)=2[U](M)» :
L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) suivant le type en repérage cartésien «Δ[U](M)=
L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) suivant le type en repérage (2Ux2)y,z(M)+(2Uy2)x,z(M)+(2Uz2)x,y(M)»[41],
L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) suivant le type en repérage cylindro-polaire «Δ[U](M)=1ρ([ρ(Uρ)θ,z]ρ)θ,z+
L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) suivant le type en repérage +1ρ2(2Uθ2)ρ,z+(2Uz2)ρ,θ»[42],[27] et
L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) suivant le type en repérage sphérique «Δ[U](M)=1[r2[r2Ur][r(M)+
L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) suivant le type en 1r2sin(θ)[sin(θ)Uθ]θ(M)+1r2sin2(θ)2Uφ2(M)»[43],[44] ;
     L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) ces expressions de «Δ[U](M)» selon le type de repérage sont en accord avec la « définition
     L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) intrinsèque du champ scalaire laplacien[3] d'une fonction scalaire de l'espace »[45]
          L'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” appliqué à la fonction scalaire de l'espace U(M) intrinsèque du champ scalaire laplacien de la fonction scalaire de l'esp rappelée ci-dessous :

Représentation matricielle des champs vectoriels gradient et rotationnel, des champs scalaires divergence et laplacien

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     Introduction : Les scalaires et vecteurs étant des tenseurs sont représentables par des matrices, nous distinguons
     Introduction : Les scalaires et vecteurs étant des tenseurs d'ordre 0 pour les 1ers[46] « invariants » [donc représentables par une matrice de dimension (ou taille) (1×1)[47]] et
     Introduction : Les scalaires et vecteurs étant des tenseurs d'ordre 1 pour les 2nds « contravariants »[48],[49] [représentables, après choix d'une base du -espace vectoriel les contenant,
                  Introduction : Les scalaires et vecteurs étant des tenseurs d'ordre 1 pour les 2nds « contravariants » [représentables, par une matrice colonne de dimension (ou taille) (3×1)[50]
                  Introduction : Les scalaires et vecteurs étant des tenseurs d'ordre 1 pour les 2nds « contravariants » [les éléments de la colonne étant les composantes du vecteur représenté sur la base choisie].
     Introduction : Admettant que les opérateurs scalaires et vectoriels sont aussi des opérateurs tensoriels représentables par des matrices d'opérateurs, nous en déduisons
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla” «» en matrice colonne s'écrivant en cartésien «[]cart= [ux(x)y,zuy(y)x,zuz(z)x,y]»,
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla” «» en matrice colonne s'écrivant en cylindro-polaire «[]cyl=[uρ(ρ)θ,zuθρ(θ)ρ,zuz(z)ρ,θ]» et
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla” «» en matrice colonne s'écrivant en sphérique «[]sph=[ur(r)θ,φuθr(θ)r,φuφrsin(θ)(φ)r,θ]» ;
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” «» en matrice ligne s'écrivant en cartésien «[]cart=
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” «» en matrice ligne s'écrivant en cartésien [ux(x)y,z,uy(y)x,z,uz(z)x,y]»,
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” «» en matrice ligne s'écrivant en cylindro-polaire «[]cyl=
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” «» en matrice ligne s'écrivant en [uρ(ρ)θ,z,uθ1ρ(θ)ρ,z,uz(z)ρ,θ]» et
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” «» en matrice ligne s'écrivant en sphérique «[]sph=
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” «» en matrice ligne s'écrivant [ur(r)θ,φ,uθ1r(θ)r,φ,uφ1rsin(θ)(φ)r,θ]» ;
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” «» en matrice carrée de dimension (ou taille) (3×3) s'écrivant
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur linéaire en cartésien «[]cart=[0uz(z)x,yuy(y)x,zuz(z)x,y0ux(x)y,zuy(y)x,zux(x)y,z0]»[51],
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur linéaire en cylindro-polaire[52] «[]cyl=[0uz(z)ρ,θuθ1ρ(θ)ρ,zuz(z)ρ,θ0uρ(ρ)θ,zuθ1ρ(θ)ρ,zuρρ({ρρ)θ,z0]» et
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur linéaire en sphérique[53] «[]sph=[0uφ1rsin(θ)(φ)r,θuθsin(θ)1r([sin(θ)θ)r,φuφ1rsin(θ)(φ)r,θ0urr({rr)θ,φuθ1r(θ)r,φurr({rr)θ,φ0]» ;
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” «2» en matrice de dimension (ou taille) (1×1)[47] s'écrivant
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur linéaire en cartésien «[2]cart=[]cart×[]cart=(2x2)y,z+(2y2)x,z+(2z2)x,y»[41],
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur linéaire en cylindro-polaire «[2]cyl=[]cyl×[]cyl=[uρ(ρ)θ,z,uθ1ρ(θ)ρ,z,uz(z)ρ,θ]×[uρ(ρ)θ,zuθρ(θ)ρ,zuz(z)ρ,θ]
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur linéaire en cylindro-polaire «[2]cyl =1ρ([ρ(ρ)θ,z]ρ)θ,z+1ρ2(2θ2)ρ,z+(2z2)ρ,θ»[42] et
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur linéaire en sphérique «[2]sph=[]sph×[]sph
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur linéaire en sphérique «[2]sph =[ur(r)θ,φ,uθ1r(θ)r,φ,uφ1rsin(θ)(φ)r,θ]×[ur(r)θ,φuθr(θ)r,φuφrsin(θ)(φ)r,θ]
     Introduction : Admettant que la représentation de l'opérateur linéaire en sphérique «[2]sph =1r2[r2r]r+1r2sin(θ)[sin(θ)θ]θ+1r2sin2(θ)2φ2»[44],[43].

Représentation matricielle du champ vectoriel gradient d'une fonction scalaire de l'espace

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     Le champ vectoriel gradient de la fonction scalaire de l'espace U(M) étant l'image de U(M) par l'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla” c.-à-d.
     Le champ vectoriel gradient de la fonction scalaire de l'espace U(M) étant «U(M)[U](M)=grad[U](M)» nous en déduisons,
     suivant le type de repérage choisi, la représentation matricielle du champ vectoriel grad[U](M) (en utilisant celle de l'opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla”[54]) en matrice colonne :
     suivant le type de repérage choisi en cartésien « [grad{U}(M)]cart=[(Ux)y,z(M)ux(Uy)x,z(M)uy(Uz)x,y(M)uz] »,
     suivant le type de repérage choisi en cylindro-polaire «[grad{U}(M)]cyl=[(Uρ)θ,z(M)uρ1ρ(Uθ)ρ,z(M)uθ(Uz)ρ,θ(M)uz]» et
     suivant le type de repérage choisi en sphérique «[grad{U}(M)]sph=[(Ur)θ,φ(M)ur1r(Uθ)r,φ(M)uθ1rsin(θ)(Uφ)r,θ(M)uφ]».

Représentation matricielle du champ scalaire divergence d'une fonction vectorielle de l'espace

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     Le champ scalaire divergence de la fonction vectorielle de l'espace A(M) étant l'image de A(M) par l'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla scalaire …” c.-à-d.
     Le champ scalaire divergence de la fonction vectorielle de l'espace A(M) étant «A(M)A(M)=div[A](M)» nous en déduisons,
     suivant le type de repérage choisi, la représentation matricielle du champ scalaire div[A](M) (en utilisant celle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “nabla scalaire ...” en matrice ligne[54] et
     suivant le type de repérage choisi, la représentation matricielle du champ scalaire div[A](M) (en utilisant celle du champ vectoriel A(M) en matrice colonne)
      suivant le type de repérage choisi, la représentation matricielle du champ scalaire div[A](M) en matrice de dimension (ou taille) (1×1)[47] par multiplication matricielle :
     suivant le type de repérage choisi en cartésien «[div[A](M)]cart=[]cart×[A(M)]cart=[ux(x)y,z,uy(y)x,z,uz(z)x,y]×[Ax(M)uxAy(M)uyAz(M)uz]
     suivant le type de repérage choisi en cartésien «[div[A](M)]cart =(Axx)y,z(M)+(Ayy)x,z(M)+(Azz)x,y(M)»[24],
     suivant le type de repérage choisi en cylindro-polaire «[div[A](M)]cyl=[]cyl×[A(M)]cyl=[uρ(ρ)θ,z,uθ1ρ(θ)ρ,z,uz(z)x,y]×[Aρ(M)uρAθ(M)uθAz(M)uz]
     suivant le type de repérage choisi en cylindro-polaire «[div[A](M)]cyl =1ρ([ρAρ]ρ)θ,z(M)+1ρ(Aθθ)ρ,z(M)+(Azz)ρ,θ(M)»[25] et
     suivant le type de repérage choisi en sphérique «[div[A](M)]sph=[]sph×[A(M)]sph=[ur(r)θ,φ,uθ1r(θ)r,φ,uφ1rsin(θ)(φ)r,θ]×[Ar(M)urAθ(M)uθAφ(M)uφ]
     suivant le type de repérage choisi en sphérique «[div[A](M)]sph =1r2([r2Ar]r)θ,φ(M)+1rsin(θ){[sin(θ)Aθ]θ}r,φ(M)+1rsin(θ)(Aφφ)r,θ(M)»[26].

Représentation matricielle du champ vectoriel rotationnel d'une fonction vectorielle de l'espace

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     Le champ vectoriel rotationnel de la fonction vectorielle de l'espace A(M) étant l'image de A(M) par l'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” c.-à-d.
     Le champ vectoriel rotationnel de la fonction vectorielle de l'espace A(M) étant «A(M)A(M)=rot[A](M)» nous en déduisons,
     suivant le type de repérage choisi, la représentation matricielle du champ vectoriel rot[A](M) {en utilisant celle de l'opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...”[54] en matrice carrée
     suivant le type de repérage choisi, la représentation matricielle du champ vectoriel rot[A](M) {en utilisant celle de l'opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla de dimension (ou taille) (3×3) et
     suivant le type de repérage choisi, la représentation matricielle du champ vectoriel rot[A](M) {en utilisant celle du champ vectoriel A(M) en matrice colonne}
      suivant le type de repérage choisi, la représentation matricielle du champ vectoriel rot[A](M) en matrice colonne par multiplication matricielle :
     suivant le type de repérage choisi en cartésien «[rot[A](M)]cart=[]cart×[A(M)]cart=[0uz(z)x,yuy(y)x,zuz(z)x,y0ux(x)y,zuy(y)x,zux(x)y,z0]×[Ax(M)uxAy(M)uyAz(M)uz]
     suivant le type de repérage choisi en cartésien «[rot[A](M)]cart =[[(Azy)x,z(M)(Ayz)x,y(M)]ux[(Axz)x,y(M)(Azx)y,z(M)]uy[(Ayx)y,z(M)(Axy)x,z(M)]uz]»[32],
     suivant le type de repérage choisi en cylindro-polaire «[rot[A](M)]cyl=[]cyl×[A(M)]cyl=[0uz(z)ρ,θuθ1ρ(θ)ρ,zuz(z)ρ,θ0uρ(ρ)θ,zuθ1ρ(θ)ρ,zuρρ({ρρ)θ,z0]×[Aρ(M)uρAθ(M)uθAz(M)uz]
     suivant le type de repérage choisi en cylindro-polaire «[rot[A](M)]cyl =[{1ρ(Azθ)ρ,z(M)(Aθz)ρ,θ(M)}uρ{(Aρz)ρ,θ(M)(Azρ)θ,z(M)}uθ1ρ{([ρAθ]ρ)θ,z(M)(Aρθ)ρ,z(M)}uz]»[33] et
     suivant le type de repérage choisi en sphérique «[rot[A](M)]sph=[]sph×[A(M)]sph
     suivant le type de repérage choisi en sphérique «[rot[A](M)]sph =[0uφ1rsin(θ)(φ)r,θuθsin(θ)1r([sin(θ)θ)r,φuφ1rsin(θ)(φ)r,θ0urr({rr)θ,φuθ1r(θ)r,φurr({rr)θ,φ0]×[Ar(M)urAθ(M)uθAφ(M)uφ]
     suivant le type de repérage choisi en sphérique «[rot[A](M)]sph =[1rsin(θ){([sin(θ)Aφ]θ)r,φ(M)([Aθ]φ)r,θ(M)}ur{1rsin(θ)([Ar]φ)r,θ(M)1r([rAφ]r)θ,φ(M)}uθ1r{([rAθ]r)θ,φ(M)([Ar]θ)r,φ(M)}uφ]»[34].

Représentation matricielle du champ scalaire laplacien d'une fonction scalaire de l'espace

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     Le champ scalaire laplacien[3] de la fonction scalaire de l'espace U(M) étant l'image de U(M) par l'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” c.-à-d.
          Le champ scalaire laplacien de la fonction scalaire de l'espace U(M) étant «U(M)22[U](M)=Δ[U](M)» nous en déduisons,
     suivant le type de repérage choisi, la représentation matricielle du champ scalaire Δ[U](M) {en utilisant celle de l'opérateur scalaire linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla”
     suivant le type de repérage choisi, la représentation matricielle du champ scalaire Δ[U](M) {en utilisant celle de l'opérateur scalaire linéaire en matrice de dimension (ou taille) (1×1)[47]}[54]
      suivant le type de repérage choisi, la représentation matricielle du champ scalaire Δ[U](M) en matrice de dimension (ou taille) (1×1)[47] :
     suivant le type de repérage choisi en cartésien «[Δ{U}(M)]cart=[2]cart{U(M)}=(2Ux2)y,z(M)+(2Uy2)x,z(M)+(2Uz2)x,y(M)»[41],
     suivant le type de repérage choisi en cylindro-polaire «[Δ{U}(M)]cyl=[2]cyl{U(M)}=1ρ([ρ(Uρ)θ,z]ρ)θ,z(M)+1ρ2(2Uθ2)ρ,z(M)+(2Uz2)ρ,θ(M)»[42] et
     suivant le type de repérage choisi en sphérique «[Δ{U}(M)]sph=[2]sph{U(M)}=1[r2[r2Ur][r(M)+1[r2sin(θ)[sin(θ)Uθ][θ(M)+1[r2sin2(θ)2U[φ2(M)»[44],[43].

Prolongement de l'application (directe) de l'opérateur linéaire "nabla" aux fonctions vectorielles de l'espace et conséquences

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     Introduction : ayant décrit l'application directe de l'opérateur linéaire "nabla" «[]» aux fonctions scalaires de l'espace
     Introduction : ayant décrit dans les exemples suivants le champ vectoriel gradient d'une fonction scalaire U(M) de l'espace «grad[U](M)=[U](M)»[55] ainsi que
     Introduction : ayant décrit dans les exemples suivants le champ vectoriel ses deux champs scalaires s'en déduisant le champ scalaire différentielle de la fonction scalaire U(M)
     Introduction : ayant décrit dans les exemples suivants le champ vectoriel ses deux champs scalaires s'en déduisant «d[U](M)={dM}[U](M)=dMgrad[U](M)»[56]
     Introduction : ayant décrit dans les exemples suivants le champ vectoriel ses deux champs scalaires s'en déduisant le champ scalaire d'advection[57] de la grandeur scalaire intensive f(M,t)[22]
     Introduction : ayant décrit dans les exemples suivants le champ vectoriel ses deux champs scalaires s'en déduisant «VM(t)[f(M,t)]=VM(t)grad[f(M,t)]» avec VM(t) le vecteur
     Introduction : ayant décrit dans les exemples suivants le champ vectoriel ses deux champs scalaires s'en déduisant vitesse du point M du milieu environnant où le transport est considéré[57] et
     Introduction : ayant décrit dans les exemples suivants le champ scalaire laplacien[3] de la fonction scalaire U(M) de l'espace «Δ[U](M)=2[U](M)»[58],
     Introduction : nous nous proposons de donner une signification à l'application directe de l'opérateur linéaire "nabla" «[]» aux fonctions vectorielles de l'espace[59].

Identification de l'opérateur scalaire linéaire du premier ordre “dM scalaire nabla” avec l'opérateur “différenciation” lorsqu'ils agissent sur une fonction vectorielle de l'espace

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     Nous nous proposons d'étendre le domaine d'application de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla” «dM[]» aux fonctions vectorielles différentiables de l'espace[60] ;
     Nous nous proposons d'étendre le domaine d'application de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla” pour préciser la façon dont «dM[]» agit sur la fonction vectorielle «A(M)»
     Nous nous proposons d'étendre le domaine d'application de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla” pour préciser nous nous plaçons en repérage « cylindro-polaire »[61],[62] :

     Étude en repérage « cylindro-polaire »[61],[62] : le vecteur déplacement élémentaire du point M de coordonnées (ρ,θ,z) s'écrivant «dM=dρuρ+ρdθuθ+dzuz»[63] et
                  Étude en repérage « cylindro-polaire » : l'opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla” s'exprimant selon «[]={uρ(ρ)θ,z+uθ1ρ(θ)ρ,z+uz(z)ρ,θ}[]»[9]
                  Étude en repérage « cylindro-polaire » : l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla” s'écrit selon «dM[]={dρ(ρ)θ,z+ρdθ1ρ(θ)ρ,z+dz(z)ρ,θ}[]»
                  Étude en repérage « cylindro-polaire » : d'où, en appliquant «dM[]» au champ vectoriel «A(M)=Aρ(M)uρ(M)+Aθ(M)uθ(M)+Az(M)uz» nous en déduisons
                  Étude en repérage « cylindro-polaire » : d'où, « l'image de A(M) par dM[]» définie comme le vecteur «{dM}[A](M)=
                  Étude en repérage « cylindro-polaire » : d'où, «{dρ(ρ)θ,z+dθ(θ)ρ,z+dz(z)ρ,θ}[Aρ(M)uρ(M)+Aθ(M)uθ(M)+Az(M)uz]», soit
                  Étude en repérage « cylindro-polaire » : d'où, « en faisant agir les dérivées partielles uniquement sur les composantes (Aρ,Aθ,Az) de A(M) une 1ère série de termes
                  Étude en repérage « cylindro-polaire » : d'où, «δA1={dρ(Aρρ)θ,z(M)uρ(M)+dρ(Aθρ)θ,z(M)uθ(M)+dρ(Azρ)θ,z(M)uz+dθ(Aρθ)ρ,z(M)uρ(M)+dθ(Aθθ)ρ,z(M)uθ(M)+dθ(Azθ)ρ,z(M)uz+dz(Aρz)ρ,θ(M)uρ(M)+dz(Aθz)ρ,θ(M)uθ(M)+dz(Azz)ρ,θ(M)uz+}
                  Étude en repérage « cylindro-polaire » : d'où, «δA1 =dAρ(M)uρ(M)+dAθ(M)uθ(M)+dAz(M)uz»[64] et
                  Étude en repérage « cylindro-polaire » : d'où, « en faisant agir les dérivées partielles sur les vecteurs de base cylindro-polaire (uρ,uθ,uz) une 2ème série de termes
                  Étude en repérage « cylindro-polaire » : d'où, «δA2={dρAρ(M)(uρρ)θ,z(M)+dρAθ(M)(uθρ)θ,z(M)+dρAz(M)(uzρ)θ,z(M)+dθAρ(M)(uρθ)ρ,z(M)+dθAθ(M)(uθθ)ρ,z(M)+dθAz(M)(uzθ)θ,z(M)+dzAρ(M)(uρz)ρ,θ(M)+dzAθ(M)(uθz)ρ,θ(M)+dzAz(M)(uzz)θ,θ(M)+}
                  Étude en repérage « cylindro-polaire » : d'où, «δA2 =Aρ(M)duρ(M)+Aθ(M)duθ(M)»[65] {ou encore «δA2=dθAρ(M)uθ(M)dθAθ(M)uρ(M)»[66]} soit finalement
                  Étude en repérage « cylindro-polaire » : d'où, «{dM}[A](M)=dAρ(M)uρ(M)+dAθ(M)uθ(M)+dAz(M)uz+Aρ(M)duρ(M)+Aθ(M)duθ(M)» ou
                  Étude en repérage « cylindro-polaire » : d'où, « en reconnaissant dans le membre de droite la différentielle d[A](M) de la fonction vectorielle A(M),
                  Étude en repérage « cylindro-polaire » : d'où, « l'identification recherchée «{dM}[A](M)=d[A](M)» établie en repérage cylindro-polaire et valable quel que soit le repérage.

     Étude en repérage « cartésien » : la vérification ne présente aucune difficulté, les vecteurs de base cartésienne étant indépendants du point M ;
     Étude en repérage « cartésien » : le vecteur déplacement élémentaire du point M de coordonnées (x,y,z) s'écrivant «dM=dxux+dyuy+dzuz» et
     Étude en repérage « cartésien » : l'opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla” s'exprimant selon «[]={ux(x)y,z+uy(y)x,z+uz(z)x,y}[]»[9]
     Étude en repérage « cartésien » : l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla” s'écrit selon «dM[]={dx(x)y,z+dy(y)x,z+dz(z)x,y}[]»
     Étude en repérage « cartésien » : d'où, en appliquant «dM[]» au champ vectoriel «A(M)=Ax(M)ux+Ay(M)uy+Az(M)uz» nous en déduisons
     Étude en repérage « cartésien » : d'où, «{dM}[A](M)={dx(x)y,z+dy(y)x,z+dz(z)x,y}[Ax(M)ux+Ay(M)uy+Az(M)uz]
     Étude en repérage « cartésien » : d'où, «{dM}[A](M) ={dx(Axx)y,z(M)ux+dx(Ayx)y,z(M)uy+dx(Azx)y,z(M)uz+dy(Axy)x,z(M)ux+dy(Ayy)x,z(M)uy+dy(Azy)x,z(M)uz+dz(Axz)x,y(M)ux+dz(Ayz)x,y(M)uy+dz(Azz)x,y(M)uz+} ou encore
     Étude en repérage « cartésien » : d'où, «{dM}[A](M) =dAx(M)ux+dAy(M)uy+dAz(M)uz» s'identifiant termes à termes à «d[A](M)» C.Q.F.V[67]..

     Étude en repérage « sphérique »[68] : vérification plus délicate (laissée à l'initiative du lecteur)[69] utilisant la même méthode de vérification qu'en cylindro-polaire.

     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla”dM[] : découle de celle de l'opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla” «[]» en matrice colonne[54]
     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla”dM[] : découle multipliée matriciellement à gauche par celle de la forme linéaire «dM» en matrice ligne
     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla”dM[] : représentation matricielle de «dM[]» en matrice de dimension (ou taille) (1×1)[47] soit
     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla”dM[] : en cartésien «[dM]cart=[dM]cart×[]cart
     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla”dM[] : en cartésien «[dM]cart =[dxux,dyuy,dzuz]×[ux(x)y,zuy(y)x,zuz(z)x,y][70]
     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla”dM[] : en cartésien «[dM]cart =dx(x)y,z+dy(y)x,z+dz(z)x,y»[71],
     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla”dM[] : en cylindro-polaire «[dM]cyl=[dM]cyl×[]cyl
     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla”dM[] : en cylindro-polaire «[dM]cyl =[dρuρ,ρdθuθ,dzuz]×[uρ(ρ)θ,zuθ1ρ(θ)ρ,zuz(z)ρ,θ][70]
     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla”dM[] : en cylindro-polaire «[dM]cyl =dρ(ρ)θ,z+ρdθ1ρ(θ)ρ,z+dz(z)ρ,θ»[71],
     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla”dM[] : en sphérique «[dM]sph=[dM]sph×[]sph
                       Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla”dM[] : en sphérique « =[drur,rdθuθ,rsin(θ)dφuφ]×[ur(r)θ,φuθr(θ)r,φuφrsin(θ)(φ)r,θ][70]
                             Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla”dM[] : en sphérique « =drr+rdθ1rθ+rsin(θ)dφ1rsin(θ)φ»[44],[71].

     Représentation matricielle de l'image de la fonction vectorielleA(M)par l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla”dM[]{ou représentation matricielle de la différentielledA(M)} :
     Représentation matricielle de l'image en matrice colonne résultant de l'action de la matrice d'opérateurs de dimension (ou taille) (1×1)[47] sur la matrice colonne représentant A(M)»[72] soit
     Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en cartésien, «[dM]cart[A(M)]cart[72] ={dx(x)y,z+dy(y)x,z+dz(z)x,y}[Ax(M)uxAy(M)uyAz(M)uz] s'écrit encore
          Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en cartésien, «[dM]cart[A(M)]cart= d{[Ax(M)uxAy(M)uyAz(M)uz]} [73]
          Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en cartésien, «[dM]cart[A(M)]cart =[{dx(Axx)y,z+dy(Axy)x,z+dz(Axz)x,y}ux{dx(Ayx)y,z+dy(Ayy)x,z+dz(Ayz)x,y}uy{dx(Azx)y,z+dy(Azy)x,z+dz(Azz)x,y}uz]=[dAxuxdAyuydAzuz]»[27],
     Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en cylindro-polaire, «[dM]cyl[A(M)]cyl[72] ={dρ(ρ)θ,z+dθ(θ)ρ,z+dz(z)ρ,θ}[Aρ(M)uρ(M)Aθ(M)uθ(M)Az(M)uz] s'écrit encore
          Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en cylindro-polaire, «[dM]cyl[A(M)]cyl= d{[Aρ(M)uρ(M)Aθ(M)uθ(M)Az(M)uz]}[73]
          Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en cylindro-polaire, «[dM]cyl[A(M)]cyl =[{dρ(Aρρ)θ,z+dθ(Aρθ)ρ,z+dz(Aρz)ρ,θ}uρ+dθAρduρdθ{dρ(Aθρ)θ,z+dθ(Aθθ)ρ,z+dz(Aθz)ρ,θ}uθ+dθAθduθdθ{dρ(Azρ)θ,z+dθ(Azθ)ρ,z+dz(Azz)ρ,θ}uz][27]
          Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en cylindro-polaire, «[dM]cyl[A(M)]cyl =[dAρuρ+AρduρdAθuθ+AθduθdAzuz]»[27],[74],
     Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en sphérique, «[dM]sph[A(M)]sph[72] ={dr(r)θ,φ+dθ(θ)r,φ+dφ(φ)r,θ}[Ar(M)ur(M)Aθ(M)uθ(M)Aφ(M)uφ(M)] s'écrit encore
          Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en sphérique, «[dM]cyl[A(M)]cyl= d{[Aρ(M)uρ(M)Aθ(M)uθ(M)Aφ(M)uφ(M)]}[73]
          Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en sphérique, «[dM]cyl[A(M)]cyl =[{drArr+dθArθ+dφArφ}ur+Ar{dθ(urθ)φ+dφ(urφ)θ}{drAθr+dθAθθ+dφAθφ}uθ+Aθ{dθ(uθθ)φ+dφ(uθφ)θ}{drAφr+dθAφθ+dφAφφ}uφ+Aφdφduφdφ][27],[44]
          Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en sphérique, «[dM]sph[A(M)]sph =[dArur+ArdurdAθuθ+AθduθdAφuφ+Aφduφ]»[27],[75].

Champ d'advection d'une fonction vectorielle de l'espace

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     Détermination de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “vitesse scalaire nabla”VM[]»[76] à partir de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla”«dM[]» :
     Détermination de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “vitesse scalaire nabla” le « vecteur vitesse du point M à l'instant tVM(t)” » étant lié
     Détermination de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “vitesse scalaire nabla” au « vecteur déplacement élémentaire de M à partir de l'instant t pendant la durée élémentaire dtdM(t)” »[77] par
     Détermination de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “vitesse scalaire nabla” au «VM(t)=dM(t)dt»[78] c.-à-d. que VM(t) s'obtient en divisant dM(t) par dt
     Détermination de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “vitesse scalaire nabla” l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “vitesse scalaire nabla” s'obtient en multipliant par 1dt
     Détermination de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “vitesse scalaire nabla” l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla” soit «VM[]=1dt{dM[]}[76] =1dtd{}»[73].

     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “vitesse scalaire nabla”VM[] : en cartésien «[VM]cart=1dt[dM]cart
     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “vitesse scalaire nabla”VM[] : en cartésien «[VM]cart =1dt{dx(x)y,z+dy(y)x,z+dz(z)x,y}[79]
     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “vitesse scalaire nabla”VM[] : en cartésien «[VM]cart =x˙(x)y,z+y˙(y)x,z+z˙(z)x,y»[76],
     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “vitesse scalaire nabla”VM[] : en cylindro-polaire «[VM]cyl=1dt[dM]cyl
     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “vitesse scalaire nabla”VM[] : en cylindro-polaire «[VM]cyl =1dt{dρ(ρ)θ,z+dθ(θ)ρ,z+dz(z)ρ,θ}[79]
     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “vitesse scalaire nabla”VM[] : en cylindro-polaire «[VM]cyl =ρ˙(ρ)θ,z+θ˙(θ)ρ,z+z˙(z)ρ,θ»[76],
     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “vitesse scalaire nabla”VM[] : en sphérique «[VM]sph=1dt[dM]sph
     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “vitesse scalaire nabla”VM[] : en sphérique «[VM]sph =1dt{dr(r)θ,φ+dθ(θ)r,φ+dφ(φ)r,θ}[79]
     Représentation matricielle de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “vitesse scalaire nabla”VM[] : en sphérique «[VM]sph =r˙(r)θ,φ+θ˙(θ)r,φ+φ˙(φ)r,θ»[76].

     Représentation matricielle de l'image de la fonction vectorielleA(M)par l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “vitesse scalaire nabla”VM[][76]
     Représentation matricielle de l'image {ou représentation matricielle du « champ d'advection[57]VM[A(M)]» de la fonction vectorielleA(M)[76]} :
      Représentation matricielle de l'image en matrice colonne résultant de l'action de la matrice d'opérateurs de dimension (ou taille) (1×1)[47] sur la matrice colonne représentant A(M)»[72] soit
     Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en cartésien, «[VM]cart[A(M)]cart[72] ={x˙(x)y,z+y˙(y)x,z+z˙(z)x,y}[Ax(M)uxAy(M)uyAz(M)uz][76] s'écrit encore
          Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en cartésien, «[VM]cart[A(M)]cart =[{x˙(Axx)y,z(M)+y˙(Axy)x,z(M)+z˙(Axz)x,y(M)}ux{x˙(Ayx)y,z(M)+y˙(Ayy)x,z(M)+z˙(Ayz)x,y(M)}uy{x˙(Azx)y,z(M)+y˙(Azy)x,z(M)+z˙(Azz)x,y(M)}uz][76]
          Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en cartésien, «[VM]cart[A(M)]cart =[VMgrad{Ax(M)}uxVMgrad{Ay(M)}uyVMgrad{Az(M)}uz]»[76],[16],
     Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en cylindro-polaire, «[VM]cyl[A(M)]cyl[72] ={ρ˙(ρ)θ,z+θ˙(θ)ρ,z+z˙(z)ρ,θ}[Aρ(M)uρ(M)Aθ(M)uθ(M)Az(M)uz][76] s'écrit encore
          Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en cylindro-polaire, «[VM]cyl[A(M)]cyl =[{ρ˙(Aρρ)θ,z+θ˙(Aρθ)ρ,z+z˙(Aρz)ρ,θ}uρ+θ˙Aρduρdθ{ρ˙(Aθρ)θ,z+θ˙(Aθθ)ρ,z+z˙(Aθz)ρ,θ}uθ+θ˙Aθduθdθ{ρ˙(Azρ)θ,z+θ˙(Azθ)ρ,z+z˙(Azz)ρ,θ}uz][76],[27]
          Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en cylindro-polaire, «[VM]cyl[A(M)]cyl =[VMgrad{Aρ(M)}uρ+Aρ(M)θ˙duρdθVMgrad{Aθ(M)}uθ+Aθ(M)θ˙duθdθVMgrad{Az(M)}uz][76],[17],[80],
     Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en sphérique, «[VM]sph[A(M)]sph[72] ={r˙(r)θ,φ+θ˙(θ)r,φ+φ˙(φ)r,θ}[Ar(M)ur(M)Aθ(M)uθ(M)Aφ(M)uφ(M)][76] s'écrit encore
          Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en sphérique, «[VM]sph[A(M)]sph =[{r˙Arr+θ˙Arθ+φ˙Arφ}ur+Ar{θ˙(urθ)φ+φ˙(urφ)θ}{r˙Aθr+θ˙Aθθ+φ˙Aθφ}uθ+Aθ{θ˙(uθθ)φ+φ˙(uθφ)θ}{r˙Aφr+θ˙Aφθ+φ˙Aφφ}uφ+Aφφ˙duφdφ][76],[27],[44]
          Représentation matricielle de l'image en matrice colonne en sphérique, «[VM]sph[A(M)]sph =[VMgrad{Ar(M)}ur+Ar(M){θ˙(urθ)φ+φ˙(urφ)θ}VMgrad{Aθ(M)}uθ+Aθ(M){θ˙(uθθ)φ+φ˙(uθφ)θ}VMgrad{Aφ(M)}uφ+Aφ(M)φ˙duφdφ]»[76],[18],[81].

     Exemple, champ d'advection[57] du champ des vecteurs vitesse d'un milieu environnant mobile «{VM(t)}[VM(t)]»[82] : suivant le repérage utilisé nous obtenons
     Exemple, en cartésien «{VM(t)}[VM(t)]=VM(t)grad[VM,x(t)]ux+VM(t)grad[VM,y(t)]uy+VM(t)grad[VM,z(t)]uz»,
     Exemple, en cylindro-polaire «{VM(t)}[VM(t)]={VM(t)grad[VM,ρ(t)]VM,θ(t)θ˙(t)}uρ+{VM(t)grad[VM,θ(t)]+VM,ρ(t)θ˙(t)}uθ+VM(t)grad[VM,z(t)]uz»[83],
     Exemple, en sphérique «{VM}[VM]={VMgrad[VM,r]VM,θθ˙VM,φsin(θ)φ˙}ur+{VMgrad[VM,θ]+VM,rθ˙VM,φcos(θ)φ˙}uθ
Exemple,en sphérique «{VM}[VM]={VMgrad[VM,r]VM,θθ˙VM,φsin(θ)φ˙}ur +{VMgrad[VM,φ]+[VM,rsin(θ)+VM,θcos(θ)]φ˙}uφ»[76],[84].

Prolongement de l'application (directe) de l'opérateur linéaire "nabla scalaire nabla" aux fonctions vectorielles de l'espace

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     Introduction : ayant décrit l'application directe de l'opérateur linéaire du 2nd ordre "nabla scalaire nabla" «2[]» aux fonctions scalaires différentiables[39] de l'espace
     Introduction : ayant décrit en « l'image de la fonction scalaire différentiable[39] de l'espace U(M) par l'opérateur linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” » c.-à-d.
     Introduction : ayant décrit en « le champ scalaire laplacien[3] de la fonction scalaire U(M) «Δ[U](M)=div{grad[U]}(M)»[40] selon
         Introduction : ayant décrit en « le champ scalaire laplacien de la fonction scalaire U(M) «Δ[U](M)=2[U](M)»[58],
     Introduction : nous nous proposons de donner une signification à l'application directe de l'opérateur linéaire du 2nd ordre "nabla scalaire nabla" «2[]»
     Introduction : nous nous proposons de donner une signification à l'application directe à la fonction vectorielle différentiable[85] de l'espace A(M)[86] puis
     Introduction : nous nous proposons de comparer le résultat obtenu à celui établi par « définition intrinsèque du champ laplacien vectoriel[3] »[87]
     Introduction : nous nous proposons de comparer dans les trois repérages cartésien, cylindro-polaire et sphérique

Définition intrinsèque du champ laplacien vectoriel d'une fonction vectorielle de l'espace

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Identification de l'image par l'opérateur nabla scalaire nabla d'une fonction vectorielle et du champ laplacien vectoriel de cette fonction vectorielle en repérage cartésien

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     Préliminaire : nous allons établir cette identification en travaillant sur leurs représentations matricielles en cartésien.

     Représentation matricielle, en cartésien, du champ laplacien vectoriel[3] de la fonction vectorielleA(M)défini intrinsèquement : Δ[A](M)=grad{div[A]}(M)rot{rot[A]}(M)[88],
     Représentation matricielle, en cartésien, le champ scalaire div[A](M) étant représenté matriciellement en matrice de dimension (ou taille) (1×1)[47] c.-à-d. en fonction scalaire s'écrivant
     Représentation matricielle, en cartésien, le champ scalaire div[A](M) étant représenté matriciellement [div[A](M)]cart=(Axx)y,z(M)+(Ayy)x,z(M)+(Azz)x,y(M)[89] et
     Représentation matricielle, en cartésien, le champ vectoriel grad[U](M) représenté en matrice colonne [grad{U}(M)]cart=[(Ux)y,z(M)ux(Uy)x,z(M)uy(Uz)x,y(M)uz][90] nous en déduisons
     Représentation matricielle, en cartésien, le champ vectoriel gradient[19] du champ scalaire divergence[28] de A(M) représenté en matrice colonne
     Représentation matricielle, en cartésien, le champ «[grad{div(A)}(M)]cart=[grad{(Axx)y,z(M)+(Ayy)x,z(M)+(Azz)x,y(M)}]cart
     Représentation matricielle, en cartésien, le champ «[grad{div(A)}(M)]cart =[grad{(Axx)y,z}(M)]cart+[grad{(Ayy)x,z}(M)]cart+[grad{(Azz)x,y}(M)]cart
     Représentation matricielle, en cartésien, le champ «[grad{div(A)}(M)]cart =[2Axx2(M)ux2Axyx(M)uy2Axzx(M)uz]+[2Ayxy(M)ux2Ayy2(M)uy2Ayzy(M)uz]+[2Azxz(M)ux2Azyz(M)uy2Azz2(M)uz][91]
     Représentation matricielle, en cartésien, le champ «[grad{div(A)}(M)]cart =[{2Axx2(M)+2Ayxy(M)+2Azxz(M)}ux{2Axyx(M)+2Ayy2(M)+2Azyz(M)}uy{2Axzx(M)+2Ayzy(M)+2Azz2(M)}uz][91] ;
     Représentation matricielle, en cartésien, le champ vectoriel rot[A](M) étant représenté en matrice colonne «[rot[A](M)]cart=[[(Azy)x,z(M)(Ayz)x,y(M)]ux[(Axz)x,y(M)(Azx)y,z(M)]uy[(Ayx)y,z(M)(Axy)x,z(M)]uz]»[92]
     Représentation matricielle, en cartésien, on y substitue les composantes cartésiennes de A(M) par celles de rot[A](M) pour obtenir celles de rot{rot(A)}(M) d'où
     Représentation matricielle, en cartésien, le champ vectoriel rot{rot(A)}(M) représenté en matrice colonne
     Représentation matricielle, en cartésien, le champ «[rot{rot(A)}(M)]cart=[{(2Ayyx2Axy2)(2Axz22Azzx)}ux{(2Azzy2Ayz2)(2Ayx22Axxy)}uy{(2Axxz2Azx2)(2Azy22Ayyz)}uz][27],[91]
     Représentation matricielle, en cartésien, le champ «[rot{rot(A)}(M)]cart =[{(2Ayyx+2Azzx)(2Axy2+2Axz2)}ux{(2Azzy+2Axxy)(2Ayz2+2Ayx2)}uy{(2Axxz+2Ayyz)(2Azx2+2Azy2)}uz]»[27],[91] par soustraction
     Représentation matricielle, en cartésien, le champ vectoriel Δ[A](M) représenté en matrice colonne «[Δ{A}(M)]cart=[grad{div(A)}(M)]cart[rot{rot(A)}(M)]cart» ou
     Représentation matricielle, en cartésien, le champ «[Δ{A}(M)]cart=[{2Axx2+2Ayxy+2Azxz}ux{2Axyx+2Ayy2+2Azyz}uy{2Axzx+2Ayzy+2Azz2}uz][{(2Ayyx+2Azzx)(2Axy2+2Axz2)}ux{(2Azzy+2Axxy)(2Ayz2+2Ayx2)}uy{(2Axxz+2Ayyz)(2Azx2+2Azy2)}uz][27],[91]
     Représentation matricielle, en cartésien, le champ «[Δ{A}(M)]cart =[{2Axx2(M)+2Axy2(M)+2Axz2(M)}ux{2Ayx2(M)+2Ayy2(M)+2Ayz2(M)}uy{2Azx2(M)+2Azy2(M)+2Azz2(M)}uz][91],[93] =[Δ{Ax}(M)uxΔ{Ay}(M)uyΔ{Az}(M)uz]»[41].

     Représentation matricielle, en cartésien, de l'image de la fonction vectorielleA(M)par l'opérateur scalaire linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” :
     Représentation matricielle, en cartésien, l'opérateur scalaire linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” 2[] étant représenté matriciellement en matrice de dimension (ou taille) (1×1)[47] c.-à-d.
     Représentation matricielle, en cartésien, l'opérateur scalaire linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” 2[] étant représenté matriciellement [2]cart={(2x2)y,z+(2y2)x,z+(2z2)x,y}[54],
     Représentation matricielle, en cartésien, son action sur la matrice colonne représentant A(M) conduit à une image représentée matriciellement en matrice colonne[72] soit
     Représentation matricielle, en cartésien, son action «[2]cart[A(M)]cart={(2x2)y,z+(2y2)x,z+(2z2)x,y}[Ax(M)uxAy(M)uyAz(M)uz]
     Représentation matricielle, en cartésien, son action «[2]cart[A(M)]cart =[{(2Axx2)y,z(M)+(2Axy2)x,z(M)+(2Axz2)x,y(M)}ux{(2Ayx2)y,z(M)+(2Ayy2)x,z(M)+(2Ayz2)x,y(M)}uy{(2Azx2)y,z(M)+(2Azy2)x,z(M)+(2Azz2)x,y(M)}uz]=[Δ{Ax}(M)uxΔ{Ay}(M)uyΔ{Az}(M)uz]»[41].

     Conclusion : « les représentations matricielles de 2{A}(M) et de Δ{A}(M) en repérage cartésien étant les mêmes » «2{A}(M)=Δ{A}(M)»[94].

     Remarque : les composantes cartésiennes du laplacien vectoriel[3] de la fonction vectorielle A(M) sont les laplaciens scalaires[3] des composantes cartésiennes de la fonction vectorielle !

Tentative échouée d'identification de l'image par l'opérateur nabla scalaire nabla d'une fonction vectorielle et du champ laplacien vectoriel de cette fonction vectorielle en repérage cylindro-polaire

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     Préliminaire : nous allons tenter d'établir cette identification en travaillant sur leurs représentations matricielles en cylindro-polaire mais
     Préliminaire : nous allons échouer car, en fait, l'identification n'est valable qu'en représentation cartésienne.

     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, du champ laplacien vectoriel[3] de la fonction vectorielleA(M)défini intrinsèquement : Δ[A](M)=grad{div[A]}(M)rot{rot[A]}(M)[88],
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, le champ scalaire div[A](M) étant représenté matriciellement en matrice de dimension (ou taille) (1×1)[47] c.-à-d. en fonction scalaire s'écrivant
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, le champ scalaire div[A](M) étant représenté matriciellement [div[A](M)]cyl=1ρ([ρAρ]ρ)θ,z+1ρ(Aθθ)ρ,z+(Azz)ρ,θ[89],[27] et
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, le champ vectoriel grad[U](M) représenté en matrice colonne [grad{U}(M)]cyl=[(Uρ)θ,z(M)uρ(M)1ρ(Uθ)ρ,z(M)uθ(M)(Uz)ρ,θ(M)uz][90] nous en déduisons
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, le champ vectoriel gradient[19] du champ scalaire divergence[28] de A(M) représenté en matrice colonne
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, le champ «[grad{div(A)}(M)]cyl=[grad{1ρ([ρAρ]ρ)θ,z(M)+1ρ(Aθθ)ρ,z(M)+(Azz)ρ,θ(M)}]cyl
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, le champ «[grad{div(A)}(M)]cyl =[grad{1ρ([ρAρ]ρ)θ,z}]cyl+[grad{1ρ(Aθθ)ρ,z}]cyl+[grad{(Azz)ρ,θ}]cyl[27]
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, le champ «[grad{div(A)}(M)]cyl =[{1ρ(ρAρ)ρ}ρuρ1ρ{1ρ(ρAρ)ρ}θuθ{1ρ(ρAρ)ρ}zuz]+[{1ρAθθ}ρuρ1ρ{1ρAθθ}θuθ{1ρAθθ}zuz]+[{Azz}ρuρ1ρ{Azz}θuθ{Azz}zuz][91],[27]
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, le champ «[grad{div(A)}(M)]cyl =[{(1ρ(ρAρ)ρ)ρ(M)1ρ2Aθθ(M)+1ρ2Aθρθ(M)+2Azρz(M)}uρ(M){1ρ22(ρAρ)θρ(M)+1ρ22Aθθ2(M)+1ρ2Azθz(M)}uθ(M){1ρ2(ρAρ)zρ(M)+1ρ2Aθzθ(M)+2Azz2(M)}uz]»[91] ;
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, le champ vectoriel rot[A](M) étant représenté en matrice colonne «[rot[A](M)]cyl=[{1ρ(Azθ)ρ,z(Aθz)ρ,θ}uρ{(Aρz)ρ,θ(Azρ)θ,z}uθ1ρ{([ρAθ]ρ)θ,z(Aρθ)ρ,z}uz]»[92],[27]
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, on y substitue les composantes cylindro-polaires de A(M) par celles de rot[A](M) pour obtenir celles de rot{rot(A)}(M) d'où
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, le champ vectoriel rot{rot(A)}(M) représenté en matrice colonne
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, le champ «[rot{rot(A)}(M)]cyl=[{1ρ{1ρ[ρAθ]ρ1ρAρθ}θ[AρzAzρ]z}uρ{[1ρAzθAθz]z[1ρ(ρAθ)ρ1ρAρθ]ρ}uθ{1ρ[ρAρzρAzρ]ρ1ρ[1ρAzθAθz]θ}uz][27],[91]
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, le champ «[rot{rot(A)}(M)]cyl =[{(1ρ2Aθθρ+1ρ2Aθθ+2Azzρ)(1ρ22Aρθ2+2Aρz2)}uρ{(1ρ2Azzθ+1ρ2Aρρθ+1ρ2Aθ)(2Aθz2+2Aθρ2+1ρAθρ+1ρ2Aρθ)}uθ{(2Aρρz+1ρ2Aθθz+1ρAρz)(2Azρ2+1ρ22Azθ2+1ρAzρ)}uz]»[27],[91]
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, le champ vectoriel Δ[A](M) représenté en matrice colonne «[Δ{A}(M)]cyl=[grad{div(A)}(M)]cyl[rot{rot(A)}(M)]cyl» ou
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, le champ «[Δ{A}(M)]cyl=[{(1ρ(ρAρ)ρ)ρ1ρ2Aθθ+1ρ2Aθρθ+2Azρz}uρ{1ρ22(ρAρ)θρ+1ρ22Aθθ2+1ρ2Azθz}uθ{1ρ2(ρAρ)zρ+1ρ2Aθzθ+2Azz2}uz]
                         Représentation matricielle, en cylindro-polaire, le champ «[Δ{A}(M)]cyl [{(1ρ2Aθθρ+1ρ2Aθθ+2Azzρ)(1ρ22Aρθ2+2Aρz2)}uρ{(1ρ2Azzθ+1ρ2Aρρθ+1ρ2Aθ)(2Aθz2+2Aθρ2+1ρAθρ+1ρ2Aρθ)}uθ{(2Aρρz+1ρ2Aθθz+1ρAρz)(2Azρ2+1ρ22Azθ2+1ρAzρ)}uz][27],[91]
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, le champ «[Δ{A}(M)]cyl =[{2Aρρ2(M)+1ρAρρ(M)+1ρ22Aρθ2(M)+2Aρz2(M)Aρ(M)ρ22ρ2Aθθ(M)}uρ(M){2Aθρ2(M)+1ρAθρ(M)+1ρ22Aθθ2(M)+2Aθz2(M)Aθ(M)ρ2+2ρ2Aρθ(M)}uθ(M){1ρAzρ(M)+2Azρ2(M)+1ρ22Azθ2(M)+2Azz2(M)}uz][93],[91]
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, le champ «[Δ{A}(M)]cyl =[{Δ[Aρ](M)Aρ(M)ρ22ρ2Aθθ(M)}uρ(M){Δ[Aθ](M)Aθ(M)ρ2+2ρ2Aρθ(M)}uθ(M)Δ[Az](M)uz]»[42].

     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, de l'image de la fonction vectorielleA(M)par l'opérateur scalaire linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” :
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, l'opérateur scalaire linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” 2[] étant représenté matriciellement en matrice de dimension (ou taille) (1×1)[47] c.-à-d.
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, l'opérateur scalaire linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” 2[] étant [2]cyl={1ρ([ρ(ρ)θ,z]ρ)θ,z+1ρ2(2θ2)ρ,z+(2z2)ρ,θ}[54],
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, son action sur la matrice colonne représentant A(M) conduit à une image représentée matriciellement en matrice colonne[72] soit
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, son action «[2]cyl[A(M)]cyl={1ρ([ρ(ρ)θ,z]ρ)θ,z+1ρ2(2θ2)ρ,z+(2z2)ρ,θ}[Aρ(M)uρ(M)Aθ(M)uθM)Az(M)uz]
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, son action «[2]cyl[A(M)]cyl =[{1ρ(ρAρρ)ρ+1ρ22Aρθ2+2Aρz2}uρ+1ρ2{2Aρθduρdθ+Aρd2uρdθ2}{1ρ(ρAθρ)ρ+1ρ22Aθθ2+2Aθz2}uθ+1ρ2{2Aθθduθdθ+Aθd2uθdθ2}{1ρ(ρAzρ)ρ+1ρ22Azθ2+2Azz2}uz][91],[27]
     Représentation matricielle, en cylindro-polaire, son action «[2]cyl[A(M)]cyl =[{Δ(Aρ)(M)Aρ(M)ρ2}uρ+2ρ2Aρθuθ{Δ(Aθ)(M)Aθ(M)ρ2}uθ2ρ2AθθuρΔ{Az}(M)uz]»[42],[95],[91].

     Conclusion : « les représentations matricielles de 2{A}(M) et de Δ{A}(M) en repérage cylindro-polaire étant différentes » «2{A}(M)Δ{A}(M)»[96].

     Remarque : les composantes cylindro-polaires du laplacien vectoriel[3] de la fonction vectorielle A(M) ne sont pas les laplaciens scalaires[3] des composantes cylindro-polaires de la fonction vectorielle !

Tentative échouée d'identification de l'image par l'opérateur nabla scalaire nabla d'une fonction vectorielle et du champ laplacien vectoriel de cette fonction vectorielle en repérage sphérique

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     Préliminaire : nous allons tenter d'établir cette identification en travaillant sur leurs représentations matricielles en sphérique mais
     Préliminaire : nous allons échouer car, en fait, l'identification n'est valable qu'en représentation cartésienne.

     Représentation matricielle, en sphérique, du champ laplacien vectoriel[3] de la fonction vectorielleA(M)défini intrinsèquement : Δ[A](M)=grad{div[A]}(M)rot{rot[A]}(M)[88],
     Représentation matricielle, en sphérique, le champ scalaire div[A](M) étant représenté matriciellement en matrice de dimension (ou taille) (1×1)[47] c.-à-d. en fonction scalaire s'écrivant
     Représentation matricielle, en sphérique, le champ scalaire div[A](M) étant [div[A](M)]sph=1r2([r2Ar]r)θ,φ+1rsin(θ){[sin(θ)Aθ]θ}r,φ+1rsin(θ)(Aφφ)r,θ[89],[27] et
     Représentation matricielle, en sphérique, le champ vectoriel grad[U](M) représenté en matrice colonne [grad{U}(M)]sph=[(Ur)θ,φ(M)ur(M)1r(Uθ)r,φ(M)uθ(M)1rsin(θ)(Uφ)r,θ(M)uφ(M)][90] nous en déduisons
     Représentation matricielle, en sphérique, le champ vectoriel gradient[19] du champ scalaire divergence[28] de A(M) représenté en matrice colonne
     Représentation matricielle, en sphérique, le champ «[grad{div(A)}(M)]sph=[grad{1r2([r2Ar]r)θ,φ(M)+1rsin(θ){[sin(θ)Aθ]θ}r,φ(M)+1rsin(θ)(Aφφ)r,θ(M)}]sph
Représentation matricielle, en sphérique, le champ «[grad{div(A)}(M)]sph =[{1r2(r2Ar)r}r(M)ur(M)1r{1r2(r2Ar)r}θ(M)uθ(M)1rsin(θ){1r2(r2Ar)r}φ(M)uφ(M)]+[{1rsin(θ)[sin(θ)Aθ]θ}r(M)ur(M)1r{1rsin(θ)[sin(θ)Aθ]θ}θ(M)uθ(M)1rsin(θ){1rsin(θ)[sin(θ)Aθ]θ}φ(M)uφ(M)]
Représentation matricielle, en sphérique, le cha«[grad{div(A)}(M)]sph =[{1r2(r2Ar)r}r(M)ur(M)1r{1r2(r2Ar)r}θ(M)uθ(M)1rsin(θ){1r2(r2Ar)r}φ(M)uφ(M)]+[{1rsin(θ)Aφφ}r(M)ur(M)1r{1rsin(θ)Aφφ}θ(M)uθ(M)1rsin(θ){1rsin(θ)Aφφ}φ(M)uφ(M)][91]
Représentation matricielle, en sphérique, le champ </math> =[{1r2[2(r2Ar)r24Ar2rArr]1r2sin(θ)[[sin(θ)Aθ]θ+Aφφr2[sin(θ)Aθ]rθr2Aφrφ]}ur{1r32(r2Ar)θr+1r2sin(θ)[sin(θ)Aθθ]θ1r2sin2(θ)Aθcos(θ)r2sin2(θ)Aφφ+1r2sin(θ)2Aφθφ}uθ{1r3sin(θ)2(r2Ar)φr+1r2sin2(θ)[sin(θ)Aθφ]θ+1r2sin2(θ)2Aφφ2}uφ]»[93],[27],[91] ;
     Représentation matricielle, en sphérique, le champ vectoriel rot[A](M) étant représenté en matrice colonne «[rot[A](M)]sph=[1rsin(θ){[sin(θ)Aφ]θ[Aθ]φ}ur{1rsin(θ)[Ar]φ1r[rAφ]r}uθ1r{[rAθ]r[Ar]θ}uφ]»[92],[27],[91]
     Représentation matricielle, en sphérique, on y substitue les composantes sphériques de A(M) par celles de rot[A](M) pour obtenir celles de rot{rot(A)}(M) d'où
     Représentation matricielle, en sphérique, le champ vectoriel rot{rot(A)}(M) représenté en matrice colonne
     Représentation matricielle, en sphérique, le «[rot{rot(A)}(M)]sph=[{1rsin(θ)[sin(θ)r[rAθ]rsin(θ)rArθ]θ1rsin(θ)[1rsin(θ)Arφ1r[rAφ]r]φ}ur{1rsin(θ)[1rsin(θ)[sin(θ)Aφ]θ1rsin(θ)Aθφ]φ1r[[rAθ]rArθ]r}uθ{1r[1sin(θ)Arφ[rAφ]r]r1r[1rsin(θ)[sin(θ)Aφ]θ1rsin(θ)Aθφ]θ}uφ][27],[91]
               Représentation matricielle, en sphérique, le champ =[1r2{(2[rAθ]θr+1sin(θ)2[rAφ]φr+cos(θ)sin(θ)[rAθ]r)(2Arθ2+1sin2(θ)2Arφ2+cos(θ)sin(θ)Arθ)}ur1r2{(1sin2(θ)2[sin(θ)Aφ]φθ+r2Arrθ)(1sin2(θ)2Aθφ2+r2[rAθ]r2)}uθ1r2{(rsin(θ)2Arrφ+cos(θ)sin2(θ)[sin(θ)Aφ]θ+1sin(θ)2Aθθφ)(r2[rAφ]r2+1sin(θ)2[sin(θ)Aφ]θ2+cos(θ)sin2(θ)Aθφ)}uφ]»[27],[91]
     Représentation matricielle, en sphérique, le champ vectoriel Δ[A](M) représenté en matrice colonne «[Δ{A}(M)]sph=[grad{div(A)}(M)]sph[rot{rot(A)}(M)]sph» ou
     Représentation matricielle, en sphérique, «[Δ{A}(M)]sph=[1r2{[2(r2Ar)r24Ar2rArr]1sin(θ)[[sin(θ)Aθ]θ+Aφφr2[sin(θ)Aθ]rθr2Aφrφ][(2[rAθ]θr+1sin(θ)2[rAφ]φr+cos(θ)sin(θ)[rAθ]r)(2Arθ2+1sin2(θ)2Arφ2+cos(θ)sin(θ)Arθ)]}ur1r2{1r2(r2Ar)θr+1sin(θ)[sin(θ)Aθθ]θ1sin2(θ)Aθcos(θ)sin2(θ)Aφφ+1sin(θ)2Aφθφ[(1sin2(θ)2[sin(θ)Aφ]φθ+r2Arrθ)(1sin2(θ)2Aθφ2+r2[rAθ]r2)]}uθ1r2{1rsin(θ)2(r2Ar)φr+1sin2(θ)[sin(θ)Aθφ]θ+1sin2(θ)2Aφφ2[(cos(θ)sin2(θ)[sin(θ)Aφ]θ+rsin(θ)2Arrφ+1sin(θ)2Aθθφ)(r2[rAφ]r2+1sin(θ)2[sin(θ)Aφ]θ2+cos(θ)sin2(θ)Aθφ)]}uφ][27],[91]
     Représentation matricielle, en sphérique, «[Δ{A}(M)]sph= matrice simplifiée par utilisation des développements du contenu de chaque ligne entre accolades[97] selon
     Représentation matricielle, en sphérique, «[Δ{A}(M)]sph=[1r2{[r22Arr2+2rArr+2Arθ2+1sin2(θ)2Arφ2+cos(θ)sin(θ)Arθ][2Ar+2cos(θ)sin(θ)Aθ+2Aθθ+2sin(θ)Aφφ]}ur1r2{2Arθ+cos(θ)sin(θ)Aθθ+2Aθθ2+1sin2(θ)2Aθφ2+2rAθr+r22Aθr2[1sin2(θ)Aθ+2cos(θ)sin2(θ)Aφφ]}uθ1r2{2sin(θ)Arφ+2cos(θ)sin2(θ)Aθφ+1sin2(θ)2Aφφ2+2rAφr+r22Aφr2+cos(θ)sin(θ)Aφθ+2Aφθ21sin2(θ)Aφ}uφ][27],[91]
     Représentation matricielle, en sphérique, «[Δ{A}(M)]sph =[{Δ[Ar](M)2r2[Ar(M)+cos(θ)sin(θ)Aθ(M)+Aθθ(M)+1sin(θ)Aφφ(M)]}ur(M){Δ[Aθ](M)+1r2[2Arθ(M)1sin2(θ)Aθ(M)2cos(θ)sin2(θ)Aφφ(M)]}uθ(M){Δ[Aφ](M)+1r2[2sin(θ)Arφ(M)+2cos(θ)sin2(θ)Aθφ(M)1sin2(θ)Aφ(M)]}uφ(M)]»[43],[91].

     Représentation matricielle, en sphérique, de l'image de la fonction vectorielleA(M)par l'opérateur scalaire linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” :
     Représentation matricielle, en sphérique, l'opérateur scalaire linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” 2[] étant représenté matriciellement en matrice de dimension (ou taille) (1×1)[47] c.-à-d.
   Représentation matricielle, en sphérique, l'opérateur scalaire linéaire du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” 2[] étant[2]sph={1r2[r2r]r+1r2sin(θ)[sin(θ)θ]θ+1r2sin2(θ)2φ2}[54],[44],
   Représentation matricielle, en sphérique, son action sur la matrice colonne représentant A(M) conduit à une image représentée matriciellement en matrice colonne[72] soit
   Représentation matricielle, en sphérique, son action «[2]sph[A(M)]sph={1r2[r2r]r+1r2sin(θ)[sin(θ)θ]θ+1r2sin2(θ)2φ2}[Ar(M)ur(M)Aθ(M)uθM)Aφ(M)uφ(M)][44]
   Représentation matricielle, en sphérique, son action «[2]sph[A(M)]sph =[{1r2[r2Arr]r+1r2sin(θ)[sin(θ)Arθ]θ+1r2sin2(θ)2Arφ2}ur1r2{2Ar+Arθ}ur+1r2[1+cos(θ)sin(θ)]Arθuθ+2r2sin(θ)Arφuφ{1r2[r2Aθr]r+1r2sin(θ)[sin(θ)Aθθ]θ+1r2sin2(θ)2Aθφ2}uθ1r2{[1+cos(θ)sin(θ)]Aθθur+1sin2(θ)[Aθ+sin2(θ)Aθθ]uθ2cos(θ)sin2(θ)Aθφuφ}{1r2[r2Aφr]r+1r2sin(θ)[sin(θ)Aφθ]θ+1r2sin2(θ)2Aφφ2}uφ1r2sin(θ){2Aφφur+2cos(θ)sin(θ)Aφφuθ+1sin(θ)Aφuφ}][91],[27],[98],
   Représentation matricielle, en sphérique, son action «[2]sph[A(M)]sph =[Δ(Ar)(M)ur1r2{2Ar+Arθ}ur+1r2[1+cos(θ)sin(θ)]Arθuθ+2r2sin(θ)ArφuφΔ(Aθ)(M)uθ1r2{[1+cos(θ)sin(θ)]Aθθur+1sin2(θ)[Aθ+sin2(θ)Aθθ]uθ2cos(θ)sin2(θ)Aθφuφ}Δ(Aφ)(M)uφ1r2sin(θ){2Aφφur+2cos(θ)sin(θ)Aφφuθ+1sin(θ)Aφuφ}]»[43],[91].

     Conclusion : « les représentations matricielles de 2{A}(M) et de Δ{A}(M) en repérage sphérique étant différentes » «2{A}(M)Δ{A}(M)»[99].

     Remarque : les composantes sphériques du laplacien vectoriel[3] de la fonction vectorielle A(M) ne sont pas les laplaciens scalaires[3] des composantes sphériques de la fonction vectorielle !

Notes et références

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  1. Voir l'« introduction du paragraphe produit vectoriel de deux vecteurs (pour la signification d'espace orienté à droite) » du chap.7 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) ».
  2. Voir le chap.19 intitulé « Champ vectoriel gradient de fonction scalaire de l'espace, opérateur linéaire du 1er ordre “nabla” et autres champs qui en découlent » de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) ».
  3. 3,00 3,01 3,02 3,03 3,04 3,05 3,06 3,07 3,08 3,09 3,10 3,11 3,12 3,13 3,14 3,15 3,16 3,17 3,18 et 3,19 Nom donné pour rendre hommage à Pierre-Simon Laplace (1749 - 1827) mathématicien, astronome et physicien français, à qui on doit des contributions fondamentales dans différents champs des mathématiques, de l'astronomie et de la théorie des probabilités {dans cette dernière il utilise la transformation de Laplace (portant son nom pour lui rendre hommage) découverte par Leonhard Euler} ; dans le domaine de la physique pratique on lui doit la théorie de l'attraction capillaire (expliquant ce qui se passe dans les tubes capillaires ou dans les bulles d'air d'un liquide) ainsi que la raison expliquant pourquoi le calcul de Newton sur la vitesse du son sous-estime cette dernière.
       Leonhard Euler (1707 - 1783) mathématicien et physicien suisse qui passa la plus grande partie de sa vie dans l'Empire russe et en Allemagne ; en mathématiques il fit d'importantes découvertes dans des domaines aussi variés que le calcul infinitésimal et la théorie des graphes, il introduisit également une grande partie de la terminologie et de la notation des mathématiques modernes, en particulier en analyse mathématique, comme la notion de fonction mathématique ; il est aussi connu pour ses travaux en mécanique, en dynamique des fluides, en optique et en astronomie.
       Isaac Newton (1643 - 1727) philosophe, mathématicien, physicien, astronome, alchimiste et théologien anglais, connu essentiellement de nos jours pour avoir fondé la mécanique classique, pour sa théorie de la gravitation et aussi pour la création du calcul infinitésimal (partagée de façon plus ou moins indépendante avec Gottfried Leibniz) ; en optique il a développé une théorie de la couleur et a aussi inventé un télescope composé d'un miroir primaire concave et d'un miroir secondaire plan, télescope connu de nos jours sous le nom de télescope de Newton.
       Gottfried Leibniz (1646 - 1716) entre autres philosophe, scientifique, mathématicien allemand dont la contribution principale, dans le domaine mathématique, est l'invention du calcul infinitésimal (calcul différentiel et calcul intégral) dont la paternité doit être partagée avec Isaac Newton.
  4. Voir le paragraphe « proposition de définition intrinsèque de l'opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla” » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  5. Pour l'instant le domaine d'application de cet opérateur scalaire est l'ensemble des fonctions scalaires différentiables de l'espace mais nous verrons ultérieurement qu'il peut aussi s'appliquer à une fonction vectorielle différentiable de l'espace.
  6. Voir le paragraphe « définition de l'opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla” en repérage cartésien » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  7. Voir le paragraphe « définition (équivalente) de l'opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla” en repérage cylindro-polaire » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  8. Voir le paragraphe « définition (équivalente) de l'pérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla” en repérage sphérique » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  9. 9,0 9,1 9,2 9,3 et 9,4 Voir le rappel « opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla” » plus haut dans ce chapitre.
  10. 10,0 et 10,1 On admet l'applicabilité de la notion de multiplication scalaire avec au moins une des grandeurs vectorielles remplacée par un opérateur vectoriel comme l'opérateur “nabla” «», la définition utilisée étant alors celle du paragraphe « définition du produit scalaire de deux vecteurs à l'aide de leurs composantes sur une base de l'espace » du chap.7 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) ».
  11. 11,0 11,1 et 11,2 Voir le paragraphe « construction de l'opérateur du 1er ordre “nabla scalaire ...” » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) ».
  12. On admet l'applicabilité de la notion de multiplication vectorielle avec au moins une des grandeurs vectorielles remplacée par un opérateur vectoriel comme l'opérateur “nabla” «», la définition utilisée étant alors celle du paragraphe « définition du produit vectoriel de deux vecteurs à l'aide de leurs composantes sur une base de l'espace » du chap.7 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) ».
  13. 13,0 13,1 et 13,2 Voir le paragraphe « construction de l'opérateur du 1er ordre “nabla vectoriel ...” » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) ».
  14. 14,0 14,1 et 14,2 Voir le paragraphe « construction de l'opérateur du 2nd ordre “nabla scalaire nabla” » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) ».
  15. Voir le paragraphe « lien entre le champ vectoriel gradient d'une fonction scalaire de l'espace et l'image par l'opérateur “nabla” de cette fonction scalaire » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  16. 16,0 et 16,1 Voir le paragraphe « composantes cartésiennes du gradient d'une fonction scalaire de l'espace » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  17. 17,0 et 17,1 Voir le paragraphe « composantes cylindro-polaires du gradient d'une fonction scalaire de l'espace » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  18. 18,0 et 18,1 Voir le paragraphe « composantes sphériques du gradient d'une fonction scalaire de l'espace » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  19. 19,0 19,1 19,2 19,3 et 19,4 Voir le paragraphe « définition intrinsèque du gradient d'une fonction scalaire de l'espace » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  20. La circulation élémentaire d'un champ vectoriel A(M) est δ𝒞(A)=A(M)dM voir paragraphe « circulation élémentaire d'un champ vectoriel de l'espace le long d'une courne continue » du chap.15 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) ».
  21. Ou, de façon plus concise «grad[U]dM=dU» définition à connaître sans hésitation.
  22. 22,0 et 22,1 C.-à-d. définie localement et par suite dépendant, a priori, du point M considéré et de l'instant t envisagé ;
       À savoir distinguer d'une grandeur extensive qui est définie globalement pour tous les points du système (donc ne dépendant ni du point générique M ni de l'instant t) et est additive.
  23. Voir le paragraphe « définition du champ scalaire divergence d'une fonction vectorielle de l'espace par l'image que donne l'opérateur “nabla scalaire...” de cette fonction vectorielle » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  24. 24,0 et 24,1 Voir le paragraphe « expression de la divergence d'une fonction vectorielle de l'espace en cartésien » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  25. 25,0 et 25,1 Voir le paragraphe « expression de la divergence d'une fonction vectorielle de l'espace en cylindro-polaire » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  26. 26,0 et 26,1 Voir le paragraphe « expression de la divergence d'une fonction vectorielle de l'espace en sphérique » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  27. 27,00 27,01 27,02 27,03 27,04 27,05 27,06 27,07 27,08 27,09 27,10 27,11 27,12 27,13 27,14 27,15 27,16 27,17 27,18 27,19 27,20 27,21 27,22 27,23 27,24 27,25 27,26 et 27,27 Pour alléger la notation, le point M dont dépendent les fonctions du 2nd membre n'a pas été indiqué
  28. 28,0 28,1 28,2 28,3 et 28,4 Voir le paragraphe « définition intrinsèque (équivalente) du champ scalaire divergence d'une fonction vectorielle de l'espace » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  29. Le flux élémentaire d'un champ vectoriel A(M) est «δΦ(A)=A(M)dS» voir paragraphe « les deux types d'intégrales surfaciques et les grandes lignes de la méthode d'évaluationl (flux élémentaire d'un champ vectoriel) » du chap.17 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) ».
  30. Ou, de façon plus concise «div[A](M)d𝒱=δΦ(A)=[(δ𝒮)A(M)d2Slat.» [voir le paragraphe « les deux types d'intégrales surfaciques et les grandes lignes de la méthode d'évaluation » du chap.17 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) »].
  31. Voir le paragraphe « définition du champ vectoriel rotationnel d'une fonction vectorielle de l'espace par l'image que donne l'opérateur “nabla vectoriel...” de cette fonction vectorielle » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  32. 32,0 et 32,1 Voir le paragraphe « expression du rotationnel d'une fonction vectorielle de l'espace en cartésien (méthode de détermination des composantes cartésiennes) » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  33. 33,0 et 33,1 Voir le paragraphe « expression du rotationnel d'une fonction vectorielle de l'espace en cylindro-polaire (méthode de détermination des composantes cylindro-polaires) » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  34. 34,0 et 34,1 Voir le paragraphe « expression du rotationnel d'une fonction vectorielle de l'espace en sphérique (méthode de détermination des composantes sphériques) » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  35. 35,0 35,1 et 35,2 Voir le paragraphe « définition intrinsèque (équivalente) du champ vectoriel rotationnel d'une fonction vectorielle de l'espace » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  36. Le flux élémentaire du champ vectoriel rot[A](M) est «δΦ(rot[A])=rot[A](M)dS» voir paragraphe « les deux types d'intégrales surfaciques et les grandes lignes de la méthode d'évaluation (flux élémentaire d'un champ vectoriel) » du chap.17 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) ».
  37. La circulation élémentaire d'un champ vectoriel A(M) le long d'un contour élémentaire (δΓ) est δ2𝒞(A)=A(M)d2Md2M est le vecteur déplacement élémentaire en M de (δΓ) voir paragraphe « circulation élémentaire d'un champ vectoriel de l'espace le long d'une courne continue » du chap.15 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » ;
       la circulation du champ vectoriel A(M) le long du contour élémentaire (δΓ) est définie par «δ𝒞(A)=(δΓ)δ2𝒞(A)=(δΓ)A(M)d2M» voir le paragraphe « les deux types d'intégrales curvilignes sur une portion de courbe continue » du chap.15 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) ».
  38. Dans la mesure où l'espace tridimensionnel est orienté à droite {voir l'« introduction du paragraphe produit vectoriel de deux vecteurs » du chap.7 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) »} avec choix d'une base orthonormée directe {voir le paragraphe « base directe d'un espace orienté à droite » du chap.7 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) »}, on peut appliquer la règle du tire-bouchon de Maxwell pour déterminer l'orientation de la courbe fermée (δΓ) limitant la surface ouverte (δS) à partir de l'orientation de cette dernière : « plaçant le tire-bouchon de Maxwell en un point P de (δ𝒮) et effectuant une translation dans le sens choisi sur (δ𝒮), le sens défini sur (δΓ) correspond au sens de rotation du tire-bouchon ».
  39. 39,0 39,1 et 39,2 Plus précisément il faut que les dérivées partielles 2ndes de la fonction scalaire existent.
  40. 40,0 et 40,1 Voir le paragraphe « définition du champ scalaire laplacien d'une fonction scalaire de l'espace par l'image de l'opérateur “nabla scalaire nabla” sur cette fonction scalaire » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  41. 41,0 41,1 41,2 41,3 et 41,4 Voir le paragraphe « expression du laplacien d'une fonction scalaire de l'espace en cartésien » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  42. 42,0 42,1 42,2 42,3 et 42,4 Voir le paragraphe « expression du laplacien d'une fonction scalaire de l'espace en cylindro-polaire » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  43. 43,0 43,1 43,2 43,3 et 43,4 Voir le paragraphe « expression du laplacien d'une fonction scalaire de l'espace en sphérique » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  44. 44,0 44,1 44,2 44,3 44,4 44,5 44,6 et 44,7 Pour simplifier l'écriture, les paramètres figés lors de la définition d'une dérivée partielle ont été omis (à condition, bien sûr, qu'il n'y ait aucune ambiguïté).
  45. Voir le paragraphe « définition intrinsèque (équivalente) du champ scalaire laplacien d'une fonction scalaire de l'espace » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) » pour plus de détails.
  46. Voir le paragraphe « définition et propriété d'un tenseur d'ordre zéro » du chap.6 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique - bis (PCSI) ».
  47. 47,00 47,01 47,02 47,03 47,04 47,05 47,06 47,07 47,08 47,09 47,10 47,11 47,12 et 47,13 Les matrices de taille (1,1) théoriquement possibles sont usuellement éliminées {voir le paragraphe « introduction des matrices en mathématiques » du chap.2 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique - bis (PCSI) »}, la raison étant que, dans la pratique, leurs propriétés s'identifient à celles d'un élément de , mais ici nous maintenons cette possibilité.
  48. Une grandeur est dite covariante lorsqu'elle varie comme les vecteurs de base et contravariante quand elle varie de façon contraire.
  49. C'est une façon raccourcie pour dire que les composantes du tenseur sont contravariantes.
  50. Voir le paragraphe « interprétation linéaire d'une matrice colonne de dimension (ou taille) m, matrice coordonnée d'un m-uplet dans une base de Rm » du chap.2 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique - bis (PCSI) » dans lequel les résultats établis pour les triplets sont applicables aux vecteurs de l'espace tridimensionnel.
  51. La représentation matricielle de l'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” en matrice carrée de dimension (ou taille) (3×3) conduit à une matrice symétrique uniquement dans le repérage cartésien, celle propriété devenant fausse dans le repérage cylindro-polaire ou sphérique (voir les notes « 52 » et « 53 » plus loin dans ce chapitre).
  52. La représentation matricielle de l'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” en matrice carrée de dimension (ou taille) (3×3) conduit à une matrice non symétrique en repérage cylindro-polaire, l'élément 3,2 diffèrant de l'élément 2,3 de façon à ce que «[]cyl×[A(M)]cyl {[A(M)]cyl étant la matrice colonne représentant un champ vectoriel A(M) en repérage cylindro-polaire} représente la matrice colonne associée au champ vectoriel rot[A](M) dans ce repérage » (voir le paragraphe « représentation matricielle du champ vectoriel rotationnel d'une fonction vectorielle de l'espace » plus loin dans ce chapitre.).
  53. La représentation matricielle de l'opérateur linéaire du 1er ordre “nabla vectoriel ...” en matrice carrée de dimension (ou taille) (3×3) conduit à une matrice non symétrique en repérage sphérique, l'élément 1,3 diffèrant de l'élément 3,1 de façon à ce que «[]sph×[A(M)]sph {[A(M)]sph étant la matrice colonne représentant un champ vectoriel A(M) en repérage sphérique} représente la matrice colonne associée au champ vectoriel rot[A](M) dans ce repérage » (voir le paragraphe « représentation matricielle du champ vectoriel rotationnel d'une fonction vectorielle de l'espace » plus loin dans ce chapitre).
  54. 54,0 54,1 54,2 54,3 54,4 54,5 54,6 et 54,7 Voir l'introduction du paragraphe « représentation matricielle des champs vectoriels gradient et rotationnel, des champs scalaires divergence et laplacien » plus haut dans ce chapitre.
  55. Voir le paragraphe « champ vectoriel gradient d'une fonction scalaire de l'espace » plus haut dans ce chapitre.
  56. Voir le paragraphe « proposition de définition intrinsèque de l'opérateur vectoriel linéaire du 1er ordre “nabla” » du chap.19 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) ».
  57. 57,0 57,1 57,2 et 57,3 Voir le paragraphe « champ vectoriel gradient d'une fonction scalaire de l'espace (remarque) » plus haut dans ce chapitre.
  58. 58,0 et 58,1 Voir le paragraphe « champ scalaire laplacien d'une fonction scalaire de l'espace » plus haut dans ce chapitre.
  59. Application « directe » de l'opérateur vectoriel «[]» à une fonction vectorielle «A(M)» sans utiliser les opérateurs intermédiaires « multiplication scalaire » comme dans le champ scalaire divergence «div[A](M)=A(M)» ou « multiplication vectorielle » comme dans le champ vectoriel rotationnel «rot[A](M)=A(M)».
  60. Voir le paragraphe « prolongement de l'application (directe) de l'opérateur linéaire “nabla” aux fonction vectorielles de l'espace et conséquences (introduction) » plus haut dans ce chapitre.
  61. 61,0 et 61,1 On aurait pu choisir pour les mêmes raisons le repérage sphérique.
  62. 62,0 et 62,1 Dans le repérage « cylindro-polaire » les deux 1ers vecteurs de base dépendant des coordonnées de M l'action des dérivées partielles de l'opérateur “nabla” sur eux n'est pas nécessairement nulle d'où l'intérêt du choix de ce repérage pour préciser la façon dont «dM[]» agit sur la fonction vectorielle «A(M)».
  63. Voir le paragraphe « expression du vecteur déplacement élémentaire d'un point en repérage cylindro-polaire » du chap.16 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) ».
  64. On pourrait encore écrire «δA1={grad[Aρ](M)dM}uρ(M)+{grad[Aθ](M)dM}uθ(M)+{grad[Az](M)dM}uz».
  65. En effet «duρ=duρdθdθ» et «duθ=duθdθdθ» les dérivées partielles étant en fait des dérivées droites dans la mesure où les vecteurs de base ne dépendent que d'une variable θ.
  66. En effet duρdθ=uθ et duθdθ=uρ voir le paragraphe « différentielle des vecteurs de base cylindro-polaire » du chap.16 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) ».
  67. Ce Qu'il Fallait Vérifier.
  68. Dans le repérage « sphérique » les deux 1ers vecteurs de base (ur,uθ) dépendant des deux coordonnées angulaires (θ,φ) de M, le 3ème uφ ne dépendant que de φ l'action des dérivées partielles de l'opérateur “nabla” sur eux n'est donc pas nécessairement nulle d'où une complication (plus importante que celle utilisant le repérage cylindro-polaire).
  69. Pour cela on pourra utiliser à bon escient les informations établies dans les paragraphes « détermination des dérivées partielles du 1er vecteur de base sphérique », « détermination des dérivées partielles du 2nd vecteur de base sphérique » et « détermination de la dérivée du 3ème vecteur de base sphérique » du chap.16 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) ».
  70. 70,0 70,1 et 70,2 Le résultat du produit d'une matrice de dimension (ou taille) (1×3) par une matrice de dimension (ou taille) (3×1) est une matrice de dimension (ou taille) (1×1).
  71. 71,0 71,1 et 71,2 C.-à-d. «d{}» l'opérateur de différenciation.
  72. 72,00 72,01 72,02 72,03 72,04 72,05 72,06 72,07 72,08 72,09 et 72,10 L'action d'un opérateur scalaire sur une matrice colonne transforme cette dernière en une nouvelle matrice colonne dont chaque élément est le résultat de l'action de cet opérateur sur chaque élément de la matrice colonne d'origine.
       Attention il ne s'agit nullement d'un produit de matrices lequel ne serait pas défini entre une matrice de dimension (ou taille) (1×1) et une autre de dimension (ou taille) (3×1).
  73. 73,0 73,1 73,2 et 73,3 Avec «d{}» opérateur de différenciation.
  74. Ou encore, en utilisant les résultats rappelés en notes « 65 et 66 » plus haut dans ce chapitre «[dA]cyl=[dAρuρ+AρuθdθdAθuθAθuρdθdAzuz]» {voir la note « 27 » plus haut dans ce chapitre}.
  75. Ou encore, en utilisant les résultats des paragraphes « détermination des dérivées partielles du 1er vecteur de base sphérique », « détermination des dérivées partielles du 2nd vecteur de base sphérique » et « détermination de la dérivée du 3ème vecteur de base sphérique » du chap.16 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) »,
    «[dA]sph=[dArur+Ar{uθdθ+uφsin(θ)dφ}dAθuθ+Aθ{urdθ+uφcos(θ)dφ}dAφuφAφ{ursin(θ)+uθcos(θ)}dφ]» {voir la note « 27 » plus haut dans ce chapitre}.
  76. 76,00 76,01 76,02 76,03 76,04 76,05 76,06 76,07 76,08 76,09 76,10 76,11 76,12 76,13 76,14 76,15 et 76,16 Pour alléger la notation, l'instant t des grandeurs dépendant explicitement du temps n'a pas été indiqué
  77. Ou simplement dM quand il n'y a aucune ambiguïté, ce qui est quasiment toujours le cas.
  78. Voir le paragraphe « vecteur déplacement élémentaire du point M, autre définition de son vecteur vitesse (autre définition du vecteur vitesse du point M) » du chap.1 de la leçon « Mécanique 1 (PCSI) ».
  79. 79,0 79,1 et 79,2 Voir le paragraphe « identification de l'opérateur scalaire linéaire du 1er ordre “dM scalaire nabla” avec l'opérateur “différenciation” lorsqu'ils agissent sur une fonction vectorielle de l'espace (représentation matricielle) » plus haut dans ce chapitre.
  80. Ou encore, en utilisant les résultats rappelés en notes « 65 et 66 » plus haut dans ce chapitre «[VM]cyl[A(M)]cyl=[VMgrad{Aρ(M)}uρ+Aρ(M)θ˙uθVMgrad{Aθ(M)}uθAθ(M)θ˙uρVMgrad{Az(M)}uz]» {voir la note « 76 » plus haut dans ce chapitre}.
  81. Ou encore, en utilisant les résultats des paragraphes « détermination des dérivées partielles du 1er vecteur de base sphérique », « détermination des dérivées partielles du 2nd vecteur de base sphérique » et « détermination de la dérivée du 3ème vecteur de base sphérique » du chap.16 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) »,
    «[VM]sph[A(M)]sph=[VMgrad{Ar(M)}ur+Ar(M){uθθ˙+uφsin(θ)φ˙}VMgrad{Aθ(M)}uθ+Aθ(M){urθ˙+uφcos(θ)φ˙}VMgrad{Aφ(M)}uφAφ(M){ursin(θ)+uθcos(θ)}φ˙]» {voir la note « 76 » plus haut dans ce chapitre}.
  82. Ce champ intervient lors du calcul de la dérivée particulaire du champ de vecteurs vitesse d'un milieu fluide «DVMDt(t)=(VMt)M(t)+{VM(t)}[VM(t)]», cette dérivée particulaire de VM(t) jouant le rôle du vecteur accélération du point M lors de l'étude de la dynamique des fluides,
    • le 1er terme (VMt)M(t) traduisant la variation locale de VM(t) en M figé et
    • le 2ème {VM(t)}[VM(t)] la variation advective (ou encore convective) de VM(t) liée au déplacement du point M.
  83. Voir la note « 80 » plus haut dans ce chapitre.
  84. Voir la note « 81 » plus haut dans ce chapitre.
  85. Plus précisément il faut que les dérivées partielles 2ndes de la fonction vectorielle existent.
  86. Application « directe » de l'opérateur scalaire «2[]» à une fonction vectorielle «A(M)» sans utiliser les opérateurs intermédiaires « multiplication scalaire » intervenant dans l'opérateur «{}[]» ou « “nabla” []».
  87. Voir le paragraphe « définition intrinsèque du champ laplacien vectoriel d'une fonction vectorielle de l'espace » plus bas dans ce chapitre.
  88. 88,0 88,1 et 88,2 Voir le paragraphe « définition intrinsèque du champ laplacien vectoriel d'une fonction vectorielle de l'espace » plus haut dans ce chapitre.
  89. 89,0 89,1 et 89,2 Voir le paragraphe « représentation matricielle du champ scalaire divergence d'une fonction vectorielle de l'espace » plus haut dans ce chapitre.
  90. 90,0 90,1 et 90,2 Voir le paragraphe « représentation matricielle du champ vectoriel gradient d'une fonction scalaire de l'espace » plus haut dans ce chapitre.
  91. 91,00 91,01 91,02 91,03 91,04 91,05 91,06 91,07 91,08 91,09 91,10 91,11 91,12 91,13 91,14 91,15 91,16 91,17 91,18 91,19 91,20 91,21 91,22 et 91,23 Pour alléger la notation, les variables maintenues figées lors de dérivations partielles n'ont pas été indiquées
  92. 92,0 92,1 et 92,2 Voir le paragraphe « représentation matricielle du champ vectoriel rotationnel d'une fonction vectorielle de l'espace » plus haut dans ce chapitre.
  93. 93,0 93,1 et 93,2 En admettant que, lors d'une dérivation partielle du 2nd ordre on peut permuter l'ordre des dérivations sans changer le résultat (théorème de Schwarz).
       Hermann Amandus Schwarz (1843 - 1921) mathématicien allemand, dont les travaux portèrent sur des sujets allant de l'analyse réelle et complexe à la géométrie différentielle, en passant par le calcul des variations ; il contribua à propager en Italie et en France les idées du mathématicien Karl Weierstrass dont il fut l'élève par les notes de cours qu'il prit en 1861 ;
       Karl Theodor Wilhelm Weierstrass (1815 - 1897) mathématicien allemand considéré comme le père de l'analyse moderne, ses travaux les plus connus portent sur les fonctions elliptiques [on lui doit aussi la création d'une fonction connue de nos jours sous le nom de fonction de Weierstrass ayant la propriété d'être partout continue mais dérivable nulle part].
  94. Pour l'instant «2{A}(M)=Δ{A}(M)» uniquement en cartésien mais la généralisation est faite dans les deux paragraphes suivants, en cylindro-polaire et en sphérique.
  95. En effet «duρdθ=uθ et duθdθ=uρ» (les dérivées initialement partielles étant devenues droites dans la mesure où les vecteurs de base ne dépendent que d'une variable θ) [voir le paragraphe « différentielle des vecteurs de base cylindro-polaire » du chap.16 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) »] dont on déduit «d2uρdθ2=uρ et d2uθdθ2=uθ».
  96. Pour l'instant «2{A}(M)=Δ{A}(M)» en cartésien et «2{A}(M)Δ{A}(M)» en cylindro-polaire.
  97. Dans cette note nous utilisons le théorème de Schwarz voir la note « 93 » pour plus de détails.
       r2×la 1ère ligne : [2(r2Ar)r24Ar2rArr]1sin(θ)[[sin(θ)Aθ]θ+Aφφr2[sin(θ)Aθ]rθr2Aφrφ]
       r2×la 1ère ligne : [(2[rAθ]θr+1sin(θ)2[rAφ]φr+cos(θ)sin(θ)[rAθ]r)(2Arθ2+1sin2(θ)2Arφ2+cos(θ)sin(θ)Arθ)+2Arθ2]=
       r2×la 1ère ligne : [2Ar+4rArr+r22Arr24Ar2rArr]1sin(θ)[cos(θ)Aθ+sin(θ)Aθθ+Aφφrcos(θ)Aθrrsin(θ)2Aθrθr2Aφrφ]
       r2×la 1ère ligne : [(Aθθ+r2Aθθr+1sin(θ)Aφφ+rsin(θ)2Aφφr+cos(θ)sin(θ)Aθ+rcos(θ)sin(θ)Aθr)(2Arθ2+1sin2(θ)2Arφ2+cos(θ)sin(θ)Arθ)]=
       r2×la 1ère ligne : [r22Arr2+2rArr+2Arθ2+1sin2(θ)2Arφ2+cos(θ)sin(θ)Arθ][2Ar+2cos(θ)sin(θ)Aθ+2Aθθ+2sin(θ)Aφφ] ;
       r2×la 2ème ligne : 1r2(r2Ar)θr+1sin(θ)[sin(θ)Aθθ]θ1sin2(θ)Aθcos(θ)sin2(θ)Aφφ+1sin(θ)2Aφθφ[(1sin2(θ)2[sin(θ)Aφ]φθ+r2Arrθ)
       r2×la 2ème ligne : (1sin2(θ)2Aθφ2+r2[rAθ]r2)]=
       r2×la 2ème ligne : 2Arθ+r2Arθr+cos(θ)sin(θ)Aθθ+2Aθθ21sin2(θ)Aθcos(θ)sin2(θ)Aφφ+1sin(θ)2Aφθφ[(cos(θ)sin2(θ)Aφφ+1sin(θ)2Aφφθ+r2Arrθ)
       r2×la 2ème ligne : (1sin2(θ)2Aθφ2+2rAθr+r22Aθr2)]=
       r2×la 2ème ligne : 2Arθ+cos(θ)sin(θ)Aθθ+2Aθθ2+1sin2(θ)2Aθφ2+2rAθr+r22Aθr2[1sin2(θ)Aθ+2cos(θ)sin2(θ)Aφφ] ;
       r2×la 3ème ligne : 1rsin(θ)2(r2Ar)φr+1sin2(θ)[sin(θ)Aθφ]θ+1sin2(θ)2Aφφ2[(cos(θ)sin2(θ)[sin(θ)Aφ]θ+rsin(θ)2Arrφ+1sin(θ)2Aθθφ)(r2[rAφ]r2+
       r2×la 3ème ligne : 1sin(θ)2[sin(θ)Aφ]θ2+cos(θ)sin2(θ)Aθφ)]=
       r2×la 3ème ligne : 2sin(θ)Arφ+rsin(θ)2Arφr+cos(θ)sin2(θ)Aθφ+1sin(θ)2Aθθφ+1sin2(θ)2Aφφ2+2rAφr+r22Aφr2+2cos(θ)sin(θ)Aφθ+2Aφθ2+cos(θ)sin2(θ)Aθφ
       r2×la 3ème ligne : [Aφ+cos2(θ)sin2(θ)Aφ+cos(θ)sin(θ)Aφθ+rsin(θ)2Arrφ+1sin(θ)2Aθθφ]=
       r2×la 3ème ligne : 2sin(θ)Arφ+2cos(θ)sin2(θ)Aθφ+1sin2(θ)2Aφφ2+2rAφr+r22Aφr2+cos(θ)sin(θ)Aφθ+2Aφθ21sin2(θ)Aφ.
  98. On utilisera les informations établies dans les paragraphes « détermination des dérivées partielles du 1er vecteur de base sphérique », « détermination des dérivées partielles du 2nd vecteur de base sphérique » et « détermination de la dérivée du 3ème vecteur de base sphérique » du chap.16 de la leçon « Outils mathématiques pour la physique (PCSI) ».
       La 1ère ligne c.-à-d. «1r2[r2(Arur)r]r+1r2sin(θ)[sin(θ)(Arur)θ]θ+1r2sin2(θ)2(Arur)φ2» contient deux types de termes
       La 1ère ligne ceux qui résultent de la dérivation de Ar(M) maintenant figés les vecteurs de base sphériques et dont la somme fournit Δ[Ar](M) et
       La 1ère ligne ceux qui résultent de la dérivation de ur(M) maintenant constants «Ar(M) ou ses dérivées 1ères » [hyp. (𝔞) de variation de ur], d'où
       La 1ère ligne pour le 1er terme «{1r2[r2(Arur)r]r}(𝔞)={1r2[r2Arurr]r+1r2[r2Arrur]r}(𝔞)={Arr2[r2urr]r+2Arrr2[r2ur]r+2Arr2r2r2ur}(𝔞)=0»
       La 1ère ligne pour le 1er terme «(ur indépendant de r),
       La 1ère ligne pour le 2nd terme «{1r2sin(θ)[sin(θ)(Arur)θ]θ}(𝔞)={1r2sin(θ)[sin(θ)Arurθ]θ+1r2sin(θ)[sin(θ)Arθur]θ}(𝔞)=
       La 1ère ligne pour le 2nd terme «{Arr2sin(θ)[sin(θ)urθ]θ+Arθr2sin(θ)sin(θ)urθ+Arθr2sin(θ)[sin(θ)urθ]θ+2Arθ2r2sin(θ)sin(θ)ur}(𝔞)=
       La 1ère ligne pour le 2nd terme «Arr2sin(θ){cos(θ)urθ+sin(θ)2urθ2}+Arθr2sin(θ)sin(θ)urθ+Arθr2sin(θ){cos(θ)urθ+sin(θ)2urθ2}» avec {urθ=uθ2urθ2=uθθ=ur}
       La 1ère ligne pour le 2nd terme d'où «{1r2sin(θ)[sin(θ)(Arur)θ]θ}(𝔞)=1r2{Ar+Arθ}ur+1r2sin(θ){Arcos(θ)+Arθ[sin(θ)+cos(θ)]}uθ» et
       La 1ère ligne pour le 3ème terme «{1r2sin2(θ)2(Arur)φ2}(𝔞)={1r2sin2(θ)[Arurφ]φ+1r2sin2(θ)[Arφur]φ}(𝔞)=
       La 1ère ligne pour le 3ème terme «{1r2sin2(θ)Arφurφ+1r2sin2(θ)Ar2urφ2+1r2sin2(θ)2Arφ2ur+1r2sin2(θ)Arφurφ}(𝔞)» avec urφ=sin(θ)uφ et
       La 1ère ligne pour le 3ème terme «2urφ2=sin(θ)duφdφ=sin(θ)[sin(θ)urcos(θ)uθ]=sin2(θ)ursin(θ)cos(θ)uθ d'où
       La 1ère ligne pour le 3ème terme «{1r2sin2(θ)2(Arur)φ2}(𝔞)=1r2Arurcos(θ)r2sin(θ)Aruθ+2r2sin(θ)Arφuφ
       La 1ère ligne ajouter à Δ[Ar] dans la 1ère ligne de la matrice colonne «1r2{2Ar+Arθ}ur+1r2[1+cos(θ)sin(θ)]Arθuθ+2r2sin(θ)Arφuφ».
       La 2ème ligne c.-à-d. «1r2[r2(Aθuθ)r]r+1r2sin(θ)[sin(θ)(Aθuθ)θ]θ+1r2sin2(θ)2(Aθuθ)φ2» contient deux types de termes
       La 2ème ligne ceux qui résultent de la dérivation de Aθ(M) maintenant figés les vecteurs de base sphériques et dont la somme fournit Δ[Aθ](M) et
       La 2ème ligne ceux qui résultent de la dérivation de uθ(M) maintenant constants «Aθ(M) ou ses dérivées 1ères » [hyp. (𝔟) de variation de uθ], d'où
       La 2ème ligne pour le 1er terme «{1r2[r2(Aθuθ)r]r}(𝔟)={1r2[r2Aθuθr]r+1r2[r2Aθruθ]r}(𝔟)={Aθr2[r2uθr]r+2Aθrr2[r2uθ]r+2Aθr2r2r2uθ}(𝔟)=0»
       La 2ème ligne pour le 1er terme «(uθ indépendant de r),
       La 2ème ligne pour le 2nd terme «{1r2sin(θ)[sin(θ)(Aθuθ)θ]θ}(𝔟)={1r2sin(θ)[sin(θ)Aθuθθ]θ+1r2sin(θ)[sin(θ)Aθθuθ]θ}(𝔟)=
       La 2ème ligne pour le 2nd terme «{Aθr2sin(θ)[sin(θ)uθθ]θ+Aθθr2sin(θ)sin(θ)uθθ+Aθθr2sin(θ)[sin(θ)uθθ]θ+2Aθθ2r2sin(θ)sin(θ)uθ}(𝔟)=
       La 2ème ligne pour le 2nd terme «Aθr2sin(θ){cos(θ)uθθ+sin(θ)2uθθ2}+Aθθr2sin(θ)sin(θ)uθθ+Aθθr2sin(θ){cos(θ)uθθ+sin(θ)2uθθ2}» avec {uθθ=ur2uθθ2=urθ=uθ}
       La 2ème ligne pour le 2nd terme d'où «{1r2sin(θ)[sin(θ)(Aθuθ)θ]θ}(𝔟)=1r2sin(θ){Aθcos(θ)+Aθθ[sin(θ)+cos(θ)]}ur1r2{Aθ+Aθθ}uθ» et
       La 2ème ligne pour le 3ème terme «{1r2sin2(θ)2(Aθuθ)φ2}(𝔟)={1r2sin2(θ)[Aθuθφ]φ+1r2sin2(θ)[Aθφuθ]φ}(𝔟)=
       La 2ème ligne pour le 3ème terme «{1r2sin2(θ)Aθφuθφ+1r2sin2(θ)Aθ2uθφ2+1r2sin2(θ)2Aθφ2uθ+1r2sin2(θ)Aθφuθφ}(𝔟)» avec uθφ=cos(θ)uφ et
       La 2ème ligne pour le 3ème terme «2uθφ2=cos(θ)duφdφ=cos(θ)[sin(θ)urcos(θ)uθ]=sin(θ)cos(θ)urcos2(θ)uθ d'où
       La 2ème ligne pour le 3ème terme «{1r2sin2(θ)2(Aθuθ)φ2}(𝔟)=cos(θ)r2sin(θ)Aθurcos2(θ)r2sin2(θ)Aθuθ+2cos(θ)r2sin2(θ)Aθφuφ
       La 2ème ligne ajouter à Δ[Aθ] dans la 2ème ligne de la matrice colonne «1r2[1+cos(θ)sin(θ)]Aθθur1r2sin2(θ){Aθ+sin2(θ)Aθθ}uθ+2cos(θ)r2sin2(θ)Aθφuφ».
       La 3ème ligne c.-à-d. «1r2[r2(Aφuφ)r]r+1r2sin(θ)[sin(θ)(Aφuφ)θ]θ+1r2sin2(θ)2(Aφuφ)φ2» contient deux types de termes
       La 3ème ligne ceux qui résultent de la dérivation de Aφ(M) maintenant figés les vecteurs de base sphériques et dont la somme fournit Δ[Aφ](M) et
       La 3ème ligne ceux qui résultent de la dérivation de uφ(M) maintenant constants «Aφ(M) ou ses dérivées 1ères » [hyp. (𝔠) de variation de uφ], d'où
       La 3ème ligne pour le 1er terme «{1r2[r2(Aφuφ)r]r}(𝔠)={1r2[r2Aφuφr]r+1r2[r2Aφruφ]r}(𝔠)={Aφr2[r2uφr]r+2Aφrr2[r2uφ]r+2Aφr2r2r2uφ}(𝔠)=0»
       La 3ème ligne pour le 1er terme «(uφ indépendant de r),
       La 3ème ligne pour le 2nd terme «{1r2sin(θ)[sin(θ)(Aφuφ)θ]θ}(𝔠)={1r2sin(θ)[sin(θ)Aφuφθ]θ+1r2sin(θ)[sin(θ)Aφθuφ]θ}(𝔠)=
       La 3ème ligne pour le 2nd terme «{Aφr2sin(θ)[sin(θ)uφθ]θ+Aφθr2sin(θ)sin(θ)uφθ+Aφθr2sin(θ)[sin(θ)uφθ]θ+2Aφθ2r2sin(θ)sin(θ)uφ}(𝔠)=
       La 3ème ligne pour le 2nd terme «Aφr2sin(θ){cos(θ)uφθ+sin(θ)2uφθ2}+Aφθr2sin(θ)sin(θ)uφθ+Aφθr2sin(θ){cos(θ)uφθ+sin(θ)2uφθ2}=0» (uφ indépendant de θ) et
       La 3ème ligne pour le 3ème terme «{1r2sin2(θ)2(Aφuφ)φ2}(𝔠)={1r2sin2(θ)[Aφuφφ]φ+1r2sin2(θ)[Aφφuφ]φ}(𝔠)=
       La 3ème ligne pour le 3ème terme «{1r2sin2(θ)Aφφuφφ+1r2sin2(θ)Aφ2uφφ2+1r2sin2(θ)2Aφφ2uφ+1r2sin2(θ)Aφφuφφ}(𝔠)» avec uφφ=sin(θ)urcos(θ)uθ
       La 2ème ligne pour le 3ème terme «et 2uφφ2=sin(θ)urφcos(θ)uθφ=sin2(θ)uφcos2(θ)uφ=uφ d'où
       La 3ème ligne pour le 3ème terme «{1r2sin2(θ)2(Aφuφ)φ2}(𝔠)=2r2sin(θ)Aφφur2cos(θ)r2sin2(θ)Aφφuθ1r2sin2(θ)Aφuφ
       La 3ème ligne ajouter à Δ[Aφ] dans la 3ème ligne de la matrice colonne «2r2sin(θ)Aφφur2cos(θ)r2sin2(θ)Aφφuθ1r2sin2(θ)Aφuφ»..
  99. «2{A}(M)=Δ{A}(M)» en cartésien mais «2{A}(M)Δ{A}(M)» en cylindro-polaire et en sphérique.