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  • Espace tangent

    Formulaire de report


    Définition

    Définition :
    Soit \(M\subset{\Bbb R}^n\) une sous-variété de dimension \(d\)
    Soit \(a\in M\) et \(\gamma:I\to M\) une courbe différentiable définie sur \(I\), un ouvert de \({\Bbb R}\) contenant \(0\) tel que \(\gamma(0)=a\)
    On dit que \(\gamma^\prime(0)\) est tangent à \(M\) en \(a\)
    De même, on dit que \(v\in{\Bbb R}^n\) est tangent à \(M\) en \(a\) s'il existe \(\gamma\) tel que \(\gamma^\prime(0)=v\)

    (Sous-variété)
    Définition :
    On appelle espace tangent à \(M\) en \(a\) et on note \(T_aM\) l'ensemble des vecteurs tangents à \(M\) en \(a\)


    Propriétés


    Caractérisation

    Proposition :
    Soit \(M\subset{\Bbb R}^n\) une sous-variété de dimension \(d\) et \(g\) une submersion (implicite), \(h\) l'immersion (paramétrique) et \(\phi\) de classe \(\mathcal C^1\) (graphe) caractérisant localement \(M\) en \(a\)
    Alors \(T_aM\) est donné par :
    1. \(\ker(dg(a))\)
    2. \(\operatorname{Im}(dh(0))\)
    3. Le graphe de \(d\phi(a_1,\dots,a_d)\)

    (Théorème des sous-variétés)
    En particulier, \(T_aM\) est un sous-espace vectoriel
    (Sous-espace vectoriel)

    Exemple

    Exemple :
    Si \(U\) est un ouvert de \({\Bbb R}^n\), \(T_xU=\) \({\Bbb R}^n\)

    Exemple :
    Si \(S=\{(x,y,z)\mid x^2+y^2+z^2=1\}\), \(T_{(x,y,z)}S=\{(u,v,w)\in{\Bbb R}^3\mid xu+yv+zw=0\}\) (plan tangent)

  • Rétroliens :
    • Espace affine tangent