
2
Question 1
Soit Sla surface fermée formant la frontière de la région bornée par le paraboloïde
z= 25−5x2−5y2et le plan z= 0. On calcule le flux du champ vectoriel ⃗
F(x, y, z) =
yz⃗
i−xz ⃗
j+ (5 + z2)⃗
kà travers S.
1. Décomposition de la surface
La surface fermée Sest composée de deux parties :
S1:z= 25 −5x2−5y2, S2:z= 0, x2+y2≤5.
Le flux total est donc :
Φ =
S
⃗
F·d⃗
S=
S1
⃗
F·d⃗
S+
S2
⃗
F·d⃗
S.
2. Flux à travers le paraboloïde S1
a) Paramétrisation et vecteur normal On paramétrise S1en coordonnées po-
laires :
⃗
R(r, θ) = rcos θ⃗
i+rsin θ⃗
j+ (25 −5r2)⃗
k, 0≤r≤√5,0≤θ≤2π
(paramétrisation du paraboloïde en coordonnées polaires).
Les vecteurs tangents sont :
⃗
Rr=∂⃗
R
∂r = (cos θ, sin θ, −10r),⃗
Rθ=∂⃗
R
∂θ = (−rsin θ, r cos θ, 0).
Le vecteur normal est obtenu par le produit vectoriel :
⃗n =⃗
Rr×⃗
Rθ=
⃗
i⃗
j⃗
k
cos θsin θ−10r
−rsin θ r cos θ0
= (10r2cos θ)⃗
i+ (10r2sin θ)⃗
j+r⃗
k.