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Programme de mathématiques PT

Fonctions vectorielles d’une variable réelle et courbes paramétrées

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151 exercices
Texte officiel du programme

La section sur les fonctions vectorielles trouve une illustration naturelle dans l’étude des courbes paramétrées.

Il convient de formaliser des notions géométriques (courbe paramétrée, tangente) et cinématiques (vitesse, accélération) rencontrées dans d’autres disciplines scientifiques.

Sur des exemples, l’étude d’une courbe paramétrée peut être amenée par la détermination d’un lieu géométrique.

La longueur d’une courbe paramétrée est définie par la formule intégrale et tout développement théorique est hors programme. On peut cependant présenter la définition géométrique à l’aide de figures.

Dans l’étude des propriétés métriques d’une courbe paramétrée, les problèmes de régularité que l’on peut rencontrer dans les calculs n’ont pas à être soulevés et ils n’ont pas l’importance de l’interprétation géométrique que l’on peut obtenir.

L’étude des propriétés métriques d’une courbe paramétrée et celle de l’enveloppe d’une famille de droites privilégient la vision géométrique plutôt que le recours à l’application de formules.

L’étude des courbes définies par une équation polaire est hors programme.

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2046

Tracer les courbes paramétrées suivantes
\[x (t) = \cos^{2} (t) \qquad y (t) = \cos^{3} (t)\sin (t)\] ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2047

On fait rouler sans glissement un cercle de rayon \(1\) sur l’axe \((Ox)\). Déter ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2048

Tracer la courbe d’équation \(x^{3} + y^{3} = 3xy\) en la coupant par les droites ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2049

Tracer la courbe paramétrée définie par : ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2050

Tracer la courbe paramétrée définie par : \[x(t)=t^{2}+2t, y(t)=\frac{1+2t}{t^{2}}.\]

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2052

Soit \(C\) un cercle du plan de centre \((1, 0)\) et de rayon ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2053

Déterminer et tracer les courbes dont la tangente en tout point \(M\) fait un angle de ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2054

Grâce aux coordonnées polaires, tracer la courbe définie implicitement par la relation ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2056

Tracer les courbes d’équations polaires : ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2057

Soit \(f:[0,1]\rightarrow [0,1]^{2}\) de classe \(C^{1},\) montrer que ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2059

Déterminer la longueur de la courbe \(y = \sqrt{x} (1-\dfrac x3)\) pour ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2060

Déterminer une abscisse curviligne, la longueur et la développée de l’astroïde.

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2061

Calculer le rayon de courbure de \(\rho (\theta) = \cos (\dfrac{\theta}3)\) en fonction de ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2062

Soit \(\mathcal{P}\) la parabole \(y^2 = x\). Déterminer une équation paramétrée ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2063

Soit \(\Gamma\) la courbe \(\rho (\theta) = \sqrt{\sin (2 \theta)}\).

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2064

Soit \(M (s)\) un arc \(C^2\) birégulier paramétré par une abscisse curviligne. S ...

L2 Géométrie Conique

exo7 2071

Montrer que la courbe paramétrée \(x (t) =\dfrac 1{ t^2 + t + 1}\) et ...

L2 Géométrie Analyse vectorielle

exo7 2080

Calculer l’aire d’une astroïde.

L2 Géométrie Analyse vectorielle

exo7 2487

Soit \(C\) une courbe fermée du plan, et \(P\) et ...

L2 Géométrie Analyse vectorielle

exo7 2489

Soit \(C\) la cyclode d’équations \(x = t-\sin t, y = 1-\cos t\), et

...

L2 Géométrie Analyse vectorielle

exo7 2490

Soit \(C\) une courbe fermée du plan enclosant une aire \(S\), et ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2691

Un cercle de rayon \(R\) roule sans glisser sur l’axe \({\rm O}x\) dans le sens d ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2694

Un segment AB de longueur \(l\) se déplace dans le plan de façon que le point A reste constamment sur ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2696

On dispose d’un oscilloscope à deux voies. On applique sur la voie X une tension sinusoı̈dale de pulsation ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2697

Sur l’écran d’un oscilloscope on observe la courbe dont les équations paramétriques sont les suivantes: ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2700

Pour chacune des courbes suivantes, déterminer la tangente en tout point, les points d’inflexion et de rebroussement, les branches infinies, les po ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2701

On considère l’ensemble \(\Gamma\) des points du plan

\((x,y)\) qui vérifi ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2702

On considère l’arc paramétré du plan défini par \[x= {t^2+1 \over t^3-1}, \quad y = {2t \over t^3-1}.\] Étudier s ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2703

Soit l’arc paramétré défini par \[x = {t-\sin t \over t^2}, \quad y = {1-\cos t \over t^2}.\] Montrer qu’il peut ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2704

Épicycloı̈des, hypocycloı̈des -
Soit \(R >0\) un réel, et ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2706

Montrer que la courbe de l’espace d’équations paramétriques ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2707

Hélice -
Étudier la courbe paramétrée de l’espace définie par ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2708

Trouver en tout point l’équation du plan osculateur à la courbe ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2709

On considère l’arc de l’espace défini en coordonnées paramétriques par ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2710

Loxodromie de sphère -
On considère la courbe paramétrique de l’espace définie par ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2711

Montrer qu’un cercle \(C\) de diamètre \(a\) et passant par le pôle ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2713

Étudier et tracer les courbes définies en coordonnées

polaires ci-après; s’il y a des branches infinies, les

préciser, et préciser la ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2715

Montrer que la courbe définie par \[\rho = 1+\tan{\theta\over2}\] admet une asymptote; préciser la position de la ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2716

Étudier la courbe définie par \[\theta = t-2\sin t, \qquad \rho =\tan t\] Trouver asymptotes et points doubles. ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2717

Construire la courbe ayant pour équation implicite \((x^2+y^2)^2-ax(x^2+2y^2) = 0, (a>0)\).

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4115

Soit \(n>0\) et ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4171

Soit \(f : {U \subset \R^n} \to {\R^p}\) de classe \(\mathcal{C}^1\) dont les dér ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4393

Soit \(\cal P\) le plan rapporté au repère \((O,\vec i,\vec j)\). Calculer l’aire ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4394

On considère les courbes planes : \({\cal Q}_i\) : \((x^2 = 2q_iy)\) et ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4395

Calculer l’aire délimitée par la courbe d’équation \((y-x)^2 = a^2-x^2\).

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4397

Calculer le volume intérieur au paraboloïde d’équation \(x^2+y^2 = 2pz\) et extérieur au cône d’équation ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4398

Dans le plan \(Oxy\) on considère la courbe \(\mathcal{C}\) d’équation polaire ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 4411

Soient \(M,M'\) deux points du plan d’affixes \(z = x+iy\) et ...

L2 Analyse Topologie

exo7 4855

Soit \({\vec f} : {I\subset \R} \to {\R^3}\) une fonction de classe ...

L2 Analyse Topologie

exo7 4856

Soit \({\vec f} : {I\subset \R} \to {\R^3}\) une fonction de classe ...