Re: réductionisme
Publié : 08 juin 2014, 23:04
Avant que richou ne daigne répondre, nous allons lui donner un petit cours accéléré
.
Dans le cours d'aujourd'hui, nous allons parler de la notion de dérivée partielle.
Pour ce faire nous reprendrons les bases du formalisme, et nous fournirons quelques exemples usuelles afin d'illustrer notre propos.
Nous discuterons particulièrement le comportement de ces dérivée partielle dans le cadre d'un changement de référentiel en RR, où d'une rotation dans l'espace.
Commençons donc par définir ce qu'est une dérivée partielle :
Tout est dans le nom, c'est la dérivation d'une fonction par rapport à une variable, en considérant toutes les autres variables dont dépend cette fonction, et ce même si les dites variables sont interdépendantes.
Dans la suite nous prendrons une fonction \(F(P)\), où \(P\) correspond à un ensemble de points dans un espace 2D.
On pose \(F(P) = g(x,y)\), où \(g(x,y)\) est la fonction qui donne les valeurs de \(F\) en fonction des coordonnées \(x\) et \(y\) points \(P\).
On pose aussi une rotation de l'espace qui lie les coordonnées \(x\) et \(y\) à un second jeu de coordonnées notées \(x'\) et \(y'\) (les deux jeu de coordonnées partage la même origine)
\({\rm d}x' = {\rm cos}(\theta) {\rm d}x %2b {\sin}(\theta){\rm d}y\)
\({\rm d}y' = -{\rm sin}(\theta) {\rm d}x %2b {\cos}(\theta){\rm d}y\)
On pose également \(\theta = 45^{o}\).
On notera alors \(F(P) = h(x',y')\), avec \(h(x',y')\) la fonction qui donne les valeurs de \(F\) en fonction des coordonnées \(x'\) et \(y'\) points \(P\).
Mathématiquement les dérivée partielles satisfont :
\({\rm d}F = \frac{\partial F}{\partial x}{\rm d}x %2b \frac{\partial F}{\partial y}{\rm d}y\)
ou encore
\({\rm d}F = \frac{\partial F}{\partial x'}{\rm d}x' %2b \frac{\partial F}{\partial y'}{\rm d}y'\)
Faisons un premier arrêt afin de donner un exemple.
Prenons la fonction \(g(x,y) = xy\), avec la contrainte \(y=x\) (qui définit l'ensemble de points \(P\)). Ce qui en fonction de \(x'\) et \(y'\) s'écrit : \(h(x',y') = {\rm cos}(\theta){\rm sin}(\theta)x'^{2}\) (les points \(P\) sont donc que la droite \(y' = 0\)). Le lecteur motivé pourra vérifier que les fonction \(g(x,y)\) et \(h(x',y')\) donnent bien la même valeurs pour un même point de l'espace 2D considéré
.
Il vient :
\({\rm d}F = y{\rm d}x %2b x{\rm d}y\)
\({\rm d}F = 2{\rm cos}(\theta){\rm sin}(\theta)x'{\rm d}x'\)
Le lecteur pourra vérifié en faisant un schéma que ces relation sont bien satisfaites
. En effet, une variation selon \(x'\) pour \(y'\) constant est bien équivalent à une variation selon \(x\) plus une variation selon \(y\).
La version de richou serait de dire que \(\frac{\partial F}{\partial x'} = \frac{\partial F}{\partial x}\), hors il est bien évident qu'une variation de \(x'\) pour \(y'\) constant n'est pas équivalent à une variation de \(x\) pour \(y\) constant
.
Pour vérifier cette égalité, appliquons la transformation de coordonnées qui lie \(x'\) et \(y'\) à \(x\) et \(y\) :
\({\rm d}F = \frac{\partial F}{\partial x'}\left({\rm cos}(\theta) {\rm d}x %2b {\sin}(\theta){\rm d}y\right)\)\(%2b \frac{\partial F}{\partial y'}\left(-{\rm sin}(\theta) {\rm d}x %2b {\cos}(\theta){\rm d}y\right)\)
Regroupons les termes :
\({\rm d}F = \left(\frac{\partial F}{\partial x'}{\rm cos}(\theta) - \frac{\partial F}{\partial y'}{\rm sin}(\theta)\right){\rm d}x\)\(%2b \left(\frac{\partial F}{\partial x'}{\sin}(\theta) %2b \frac{\partial F}{\partial y'}{\cos}(\theta)\right){\rm d}y\)
Par association avec :
\({\rm d}F = \frac{\partial F}{\partial x}{\rm d}x %2b \frac{\partial F}{\partial y}{\rm d}y\)
On déduit :
\(\frac{\partial F}{\partial x} = \frac{\partial F}{\partial x'}{\rm cos}(\theta) - \frac{\partial F}{\partial y'}{\rm sin}(\theta)\)
\(\frac{\partial F}{\partial y} = \frac{\partial F}{\partial x'}{\rm sin}(\theta) %2b \frac{\partial F}{\partial y'}{\rm cos}(\theta)\)
Ce résultat est en effet intuitif, puisqu'il implique qu'une variation de \(x\) pour \(y\) constant, est équivalente à une variation selon \(x'\) et \(y'\).
Il en va de même pour les TLs, une variation de \(x\) pour \(t\) constant, est équivalente à une variation selon \(x'\) et \(t'\).
Une fois de plus, l'analogie avec des rotations dans l'espace est fatal aux errements du richou
.
Nous sommes face à un aspect triviale de la dérivation d'une fonction en fonction de deux jeu de variables différents pour la décrire.
Pour faire plus générale, prenons une fonction \(F(A)\) d'un ensemble de variable \(A\) et son équivalent par rapport à un jeu de variable \(B\), \(G(B)\). Satisfaisant les relations :
\(F(A) = G(B)\)
et
\(B = MA\), avec \(M\) une transformation linéaire.
Richou prétendrait naïvement que :
\(\frac{\partial F}{\partial A_{i}} = M_{i,i}\frac{\partial G}{\partial B_{i}}\)
Car c'est ce qu'il fait pour les changements de référentiel ... ce qui est une aberration sans nom ... Sachant que la bonne solution est :
\(\frac{\partial F}{\partial A_{i}} = \sum_{j} M_{j,i}\frac{\partial G}{\partial B_{j}}\)
C'est pourtant pas dure
, n'importe qui ayant déja manipuler des dérivée partielle de fonctions exprimée en fonction de jeux de variables différents le sait très bien
. Mais il semblerait que richou ne soit pas au courant
.
Cela revient juste à dire que les composantes du gradient dépendent de la base (le jeu de variable utilisée pour exprimer la fonction) choisi pour le calculer. Ce qui est en soit une évidence ... sauf pour richou
.
Il faut vraiment ne pas avoir compris ce que sont des dérivées partielles pour raconter autant d'âneries que le richou
.
G>

Dans le cours d'aujourd'hui, nous allons parler de la notion de dérivée partielle.
Pour ce faire nous reprendrons les bases du formalisme, et nous fournirons quelques exemples usuelles afin d'illustrer notre propos.
Nous discuterons particulièrement le comportement de ces dérivée partielle dans le cadre d'un changement de référentiel en RR, où d'une rotation dans l'espace.
Commençons donc par définir ce qu'est une dérivée partielle :
Tout est dans le nom, c'est la dérivation d'une fonction par rapport à une variable, en considérant toutes les autres variables dont dépend cette fonction, et ce même si les dites variables sont interdépendantes.
Dans la suite nous prendrons une fonction \(F(P)\), où \(P\) correspond à un ensemble de points dans un espace 2D.
On pose \(F(P) = g(x,y)\), où \(g(x,y)\) est la fonction qui donne les valeurs de \(F\) en fonction des coordonnées \(x\) et \(y\) points \(P\).
On pose aussi une rotation de l'espace qui lie les coordonnées \(x\) et \(y\) à un second jeu de coordonnées notées \(x'\) et \(y'\) (les deux jeu de coordonnées partage la même origine)
\({\rm d}x' = {\rm cos}(\theta) {\rm d}x %2b {\sin}(\theta){\rm d}y\)
\({\rm d}y' = -{\rm sin}(\theta) {\rm d}x %2b {\cos}(\theta){\rm d}y\)
On pose également \(\theta = 45^{o}\).
On notera alors \(F(P) = h(x',y')\), avec \(h(x',y')\) la fonction qui donne les valeurs de \(F\) en fonction des coordonnées \(x'\) et \(y'\) points \(P\).
Mathématiquement les dérivée partielles satisfont :
\({\rm d}F = \frac{\partial F}{\partial x}{\rm d}x %2b \frac{\partial F}{\partial y}{\rm d}y\)
ou encore
\({\rm d}F = \frac{\partial F}{\partial x'}{\rm d}x' %2b \frac{\partial F}{\partial y'}{\rm d}y'\)
Faisons un premier arrêt afin de donner un exemple.
Prenons la fonction \(g(x,y) = xy\), avec la contrainte \(y=x\) (qui définit l'ensemble de points \(P\)). Ce qui en fonction de \(x'\) et \(y'\) s'écrit : \(h(x',y') = {\rm cos}(\theta){\rm sin}(\theta)x'^{2}\) (les points \(P\) sont donc que la droite \(y' = 0\)). Le lecteur motivé pourra vérifier que les fonction \(g(x,y)\) et \(h(x',y')\) donnent bien la même valeurs pour un même point de l'espace 2D considéré

Il vient :
\({\rm d}F = y{\rm d}x %2b x{\rm d}y\)
\({\rm d}F = 2{\rm cos}(\theta){\rm sin}(\theta)x'{\rm d}x'\)
Le lecteur pourra vérifié en faisant un schéma que ces relation sont bien satisfaites

La version de richou serait de dire que \(\frac{\partial F}{\partial x'} = \frac{\partial F}{\partial x}\), hors il est bien évident qu'une variation de \(x'\) pour \(y'\) constant n'est pas équivalent à une variation de \(x\) pour \(y\) constant

Pour vérifier cette égalité, appliquons la transformation de coordonnées qui lie \(x'\) et \(y'\) à \(x\) et \(y\) :
\({\rm d}F = \frac{\partial F}{\partial x'}\left({\rm cos}(\theta) {\rm d}x %2b {\sin}(\theta){\rm d}y\right)\)\(%2b \frac{\partial F}{\partial y'}\left(-{\rm sin}(\theta) {\rm d}x %2b {\cos}(\theta){\rm d}y\right)\)
Regroupons les termes :
\({\rm d}F = \left(\frac{\partial F}{\partial x'}{\rm cos}(\theta) - \frac{\partial F}{\partial y'}{\rm sin}(\theta)\right){\rm d}x\)\(%2b \left(\frac{\partial F}{\partial x'}{\sin}(\theta) %2b \frac{\partial F}{\partial y'}{\cos}(\theta)\right){\rm d}y\)
Par association avec :
\({\rm d}F = \frac{\partial F}{\partial x}{\rm d}x %2b \frac{\partial F}{\partial y}{\rm d}y\)
On déduit :
\(\frac{\partial F}{\partial x} = \frac{\partial F}{\partial x'}{\rm cos}(\theta) - \frac{\partial F}{\partial y'}{\rm sin}(\theta)\)
\(\frac{\partial F}{\partial y} = \frac{\partial F}{\partial x'}{\rm sin}(\theta) %2b \frac{\partial F}{\partial y'}{\rm cos}(\theta)\)
Ce résultat est en effet intuitif, puisqu'il implique qu'une variation de \(x\) pour \(y\) constant, est équivalente à une variation selon \(x'\) et \(y'\).
Il en va de même pour les TLs, une variation de \(x\) pour \(t\) constant, est équivalente à une variation selon \(x'\) et \(t'\).
Une fois de plus, l'analogie avec des rotations dans l'espace est fatal aux errements du richou

Nous sommes face à un aspect triviale de la dérivation d'une fonction en fonction de deux jeu de variables différents pour la décrire.
Pour faire plus générale, prenons une fonction \(F(A)\) d'un ensemble de variable \(A\) et son équivalent par rapport à un jeu de variable \(B\), \(G(B)\). Satisfaisant les relations :
\(F(A) = G(B)\)
et
\(B = MA\), avec \(M\) une transformation linéaire.
Richou prétendrait naïvement que :
\(\frac{\partial F}{\partial A_{i}} = M_{i,i}\frac{\partial G}{\partial B_{i}}\)
Car c'est ce qu'il fait pour les changements de référentiel ... ce qui est une aberration sans nom ... Sachant que la bonne solution est :
\(\frac{\partial F}{\partial A_{i}} = \sum_{j} M_{j,i}\frac{\partial G}{\partial B_{j}}\)
C'est pourtant pas dure



Cela revient juste à dire que les composantes du gradient dépendent de la base (le jeu de variable utilisée pour exprimer la fonction) choisi pour le calculer. Ce qui est en soit une évidence ... sauf pour richou

Il faut vraiment ne pas avoir compris ce que sont des dérivées partielles pour raconter autant d'âneries que le richou

G>