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Séance de cours

Champs vectoriels et Frenet Frame

Dans cours

MATH-123(b): Geometry

The course provides an introduction to the study of curves and surfaces in Euclidean spaces. We will learn how we can apply ideas from differential and integral calculus and linear algebra in order to "measure shapes". ...

Description

Cette séance de cours couvre le concept de champs vectoriels et de cadres de référence mobiles, en se concentrant sur le cadre Frenet le long d'une courbe. Il explique la base des familles de vecteurs, des marqueurs mobiles et des systèmes de coordonnées orthonormés. Les formules Frenet-Serret sont introduites pour décrire le comportement local des courbes.

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Enseignant·e

Dimitri Stelio Wyss

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Concepts associés (32)

Differentiable curve

Differential geometry of curves is the branch of geometry that deals with smooth curves in the plane and the Euclidean space by methods of differential and integral calculus. Many specific curves have been thoroughly investigated using the synthetic approach. Differential geometry takes another path: curves are represented in a parametrized form, and their geometric properties and various quantities associated with them, such as the curvature and the arc length, are expressed via derivatives and integrals using vector calculus.

Moving frame

In mathematics, a moving frame is a flexible generalization of the notion of an ordered basis of a vector space often used to study the extrinsic differential geometry of smooth manifolds embedded in a homogeneous space. In lay terms, a frame of reference is a system of measuring rods used by an observer to measure the surrounding space by providing coordinates. A moving frame is then a frame of reference which moves with the observer along a trajectory (a curve).

Champ conservatif

Un champ de vecteurs est dit à circulation conservative (ou irrotationnel) si sa circulation sur toute courbe fermée est nulle (son rotationnel est alors nul, et réciproquement). Sous certaines conditions relatives au domaine de définition et à la régularité du champ, on peut dériver le potentiel de ce champ, fonction scalaire qui en permet une représentation alternative. De même, un champ de vecteurs est dit à flux conservatif si son flux sur toute surface fermée est nul (sa divergence est alors nulle, et réciproquement).

Courbe

En mathématiques, plus précisément en géométrie, une courbe, ou ligne courbe, est un objet du plan ou de l'espace usuel, similaire à une droite mais non nécessairement linéaire. Par exemple, les cercles, les droites, les segments et les lignes polygonales sont des courbes. La notion générale de courbe se décline en plusieurs objets mathématiques ayant des définitions assez proches : arcs paramétrés, lignes de niveau, sous-variétés de .

Coordonnées polaires

vignette|upright=1.4|En coordonnées polaires, la position du point M est définie par la distance r et l'angle θ. vignette|upright=1.4|Un cercle découpé en angles mesurés en degrés. Les coordonnées polaires sont, en mathématiques, un système de coordonnées curvilignes à deux dimensions, dans lequel chaque point du plan est entièrement déterminé par un angle et une distance. Ce système est particulièrement utile dans les situations où la relation entre deux points est plus facile à exprimer en termes d’angle et de distance, comme dans le cas du pendule.

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