Formules et Feuilles d'Équations
Référence instantanée pour Mathématiques, Physique et Chimie avec équations, LaTeX et unités SI.
Suite de Formules Trigonométriques
Identités remarquables, somme/différence d'angles, angles doubles/moitié, formule d'Euler, lois des sinus et cosinus.
Tableau des Valeurs d'Angles du Cercle Trigonométrique Standard
Rapports trigonométriques exacts pour les angles de référence en degrés et radians
| Degrés (x) | Radians (rad) | sin(x) | cos(x) | tan(x) | csc(x) | sec(x) | cot(x) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0° | 0 | 0 | 1 | 0 | indéfini | 1 | indéfini |
| 30° | π/6 | 1/2 | √3/2 | √3/3 | 2 | 2√3/3 | √3 |
| 45° | π/4 | √2/2 | √2/2 | 1 | √2 | √2 | 1 |
| 60° | π/3 | √3/2 | 1/2 | √3 | 2√3/3 | 2 | √3/3 |
| 90° | π/2 | 1 | 0 | indéfini | 1 | indéfini | 0 |
| 120° | 2π/3 | √3/2 | -1/2 | -√3 | 2√3/3 | -2 | -√3/3 |
| 135° | 3π/4 | √2/2 | -√2/2 | -1 | √2 | -√2 | -1 |
| 150° | 5π/6 | 1/2 | -√3/2 | -√3/3 | 2 | -2√3/3 | -√3 |
| 180° | π | 0 | -1 | 0 | indéfini | -1 | indéfini |
| 270° | 3π/2 | -1 | 0 | indéfini | -1 | indéfini | 0 |
| 360° | 2π | 0 | 1 | 0 | indéfini | 1 | indéfini |
🔄 Identités réciproques et quotient
8 formules Relations fondamentales entre les rapports trigonométriques primaires et réciproques
Identités réciproques et quotient
8 formulesRelations fondamentales entre les rapports trigonométriques primaires et réciproques
Sinus réciproque
sin(x) = 1csc(x) csc(x) ≠ 0; x ≠ nπ
Cosécante réciproque
csc(x) = 1sin(x) sin(x) ≠ 0; x ≠ nπ
Cosinus réciproque
cos(x) = 1sec(x) sec(x) ≠ 0; x ≠ (2n+1)π/2
Sécante réciproque
sec(x) = 1cos(x) cos(x) ≠ 0; x ≠ (2n+1)π/2
Tangente réciproque
tan(x) = 1cot(x) cot(x) ≠ 0; x ≠ nπ/2
Cotangente Réciproque
cot(x) = 1tan(x) tan(x) ≠ 0; x ≠ nπ/2
Quotient tangent
tan(x) = sin(x)cos(x) Rapport entre l'opposé et l'adjacent dans un triangle rectangle
Quotient cotangent
cot(x) = cos(x)sin(x) Rapport entre Adjacent et Opposé dans un triangle rectangle
🪞 Formules d'angle opposé (fonctions paires et impaires)
6 formules Comportement de symétrie des fonctions trigonométriques sous négation d'angle
Formules d'angle opposé (fonctions paires et impaires)
6 formulesComportement de symétrie des fonctions trigonométriques sous négation d'angle
Angle sinusoïdal négatif (fonction impaire)
sin(-x) = -sin(x) Symétrique par rapport à l'origine
Angle négatif cosinus (fonction paire)
cos(-x) = cos(x) Symétrique par rapport à l'axe y
Angle négatif de la tangente (fonction impaire)
tan(-x) = -tan(x) Étrange symétrie autour de l'origine
Angle négatif cotangent (fonction impaire)
cot(-x) = -cot(x) Étrange symétrie autour de l'origine
Angle négatif sécant (fonction paire)
sec(-x) = sec(x) Hérite d'une symétrie paire du cosinus
Angle négatif cosécant (fonction impaire)
csc(-x) = -csc(x) Hérite d'une symétrie étrange du sinus
📐 Formules de cofonction (angles complémentaires)
6 formules Identités reliant les fonctions trigonométriques d'angles complémentaires (π/2 - x ou 90° - x)
Formules de cofonction (angles complémentaires)
6 formulesIdentités reliant les fonctions trigonométriques d'angles complémentaires (π/2 - x ou 90° - x)
Cofonction sinusoïdale
sin(π2- x) = cos(x) Aussi : sin(90° - x) = cos(x)
Cofonction cosinus
cos(π2- x) = sin(x) Aussi : cos(90° - x) = sin(x)
Cofonction tangente
tan(π2- x) = cot(x) Aussi : tan(90° - x) = cot(x)
Cofonction cotangente
cot(π2- x) = tan(x) Aussi : cot(90° - x) = tan(x)
Cofonction sécante
sec(π2- x) = csc(x) Aussi : sec(90° - x) = csc(x)
Cofonction cosécante
csc(π2- x) = sec(x) Aussi : csc(90° - x) = sec(x)
🔺 Identités pythagoriciennes et formes algébriques
9 formules Dérivé directement du cercle unité (x² + y² = 1) et de la trigonométrie du triangle rectangle
Identités pythagoriciennes et formes algébriques
9 formulesDérivé directement du cercle unité (x² + y² = 1) et de la trigonométrie du triangle rectangle
Identité pythagoricienne primaire
sin²(x) + cos²(x) = 1 Identité fondamentale valable pour tous les angles réels x
Sinus en termes de cosinus
sin(x) = ±√1 - cos²(x) Signe choisi en fonction du quadrant de x
Cosinus en termes de sinus
cos(x) = ±√1 - sin²(x) Signe choisi en fonction du quadrant de x
Identité pythagoricienne tangente-sécante
1 + tan²(x) = sec²(x) Obtenu en divisant sin²(x) + cos²(x) = 1 par cos²(x)
Forme de différence sécante-tangente
sec²(x) - tan²(x) = 1 Valable où cos(x) ≠ 0
Identité pythagoricienne cotangente-cosécante
1 + cot²(x) = csc²(x) Obtenu en divisant sin²(x) + cos²(x) = 1 par sin²(x)
Forme de différence cosécante-cotangente
csc²(x) - cot²(x) = 1 Valable où sin(x) ≠ 0
Normalisation radicale du cercle unitaire
√sin²(x) + cos²(x) = 1 Longueur géométrique de l'hypoténuse sur le cercle unité
Identités d'unité de produit
sin(x)·csc(x) = 1, cos(x)·sec(x) = 1, tan(x)·cot(x) = 1 Les produits réciproques égalent l'unité
➕ Addition et soustraction d'angles (angles composés)
8 formules Formules pour les rapports trigonométriques de la somme et de la différence de deux angles (A ± B)
Addition et soustraction d'angles (angles composés)
8 formulesFormules pour les rapports trigonométriques de la somme et de la différence de deux angles (A ± B)
Sinus de la somme des angles
sin(A + B) = sin(A)cos(B) + cos(A)sin(B) Formule d'angle composé clé pour l'addition de sinus
Sinus de la différence d'angle
sin(A - B) = sin(A)cos(B) - cos(A)sin(B) Formule d'angle composé clé pour la différence sinusoïdale
Cosinus de la somme des angles
cos(A + B) = cos(A)cos(B) - sin(A)sin(B) Notez le signe moins dans l'expansion de la somme des cosinus
Cosinus de la différence d'angle
cos(A - B) = cos(A)cos(B) + sin(A)sin(B) Notez le signe plus dans l'expansion de la différence cosinus
Tangente de la somme des angles
tan(A + B) = tan(A) + tan(B)1 - tan(A)tan(B) Nécessite tan(A)tan(B) ≠ 1
Tangente de la différence d'angle
tan(A - B) = tan(A) - tan(B)1 + tan(A)tan(B) Nécessite tan(A)tan(B) ≠ -1
Cotangente de la somme des angles
cot(A + B) = cot(A)cot(B) - 1cot(B) + cot(A) Formule composée pour la somme cotangente
Cotangente de la différence d'angle
cot(A - B) = cot(A)cot(B) + 1cot(B) - cot(A) Formule composée pour la différence cotangente
✖️2️⃣ Formules à double angle (2x)
7 formules Exprimer les fonctions d'angle double (2x) en termes d'angle simple (x)
Formules à double angle (2x)
7 formulesExprimer les fonctions d'angle double (2x) en termes d'angle simple (x)
Sinusoïdal Double Angle
sin(2x) = 2 sin(x) cos(x) Comprend un formulaire de paramétrage de tangente rationnelle
Cosinus double angle (différence standard)
cos(2x) = cos²(x) - sin²(x) Conséquence directe de cos(x + x)
Cosinus double angle (cosinus uniquement)
cos(2x) = 2 cos²(x) - 1 Crucial pour l’intégration et la réduction de puissance
Cosinus double angle (sinus uniquement)
cos(2x) = 1 - 2 sin²(x) Crucial pour l’intégration et la dérivation du demi-angle
Cosinus double angle (paramétrage de la tangente)
cos(2x) = 1 - tan²(x)1 + tan²(x) Relation de substitution de Weierstrass pour le cosinus
Tangente Double Angle
tan(2x) = 2 tan(x)1 - tan²(x) Nécessite tan²(x) ≠ 1
Cotangente Double Angle
cot(2x) = cot²(x) - 12 cot(x) Nécessite un lit bébé(x) ≠ 0
3️⃣ Formules triple angle (3x)
4 formules Fonctions trigonométriques de 3x exprimées sous formes polynomiales à un seul angle
Formules triple angle (3x)
4 formulesFonctions trigonométriques de 3x exprimées sous formes polynomiales à un seul angle
Triple angle sinusoïdal
sin(3x) = 3 sin(x) - 4 sin³(x) Utile pour résoudre des équations cubiques et de l'algèbre
Cosinus Triple Angle
cos(3x) = 4 cos³(x) - 3 cos(x) Polynôme de Chebyshev cubique direct T₃(x) = 4x³ - 3x
Tangente Triple Angle
tan(3x) = 3 tan(x) - tan³(x)1 - 3 tan²(x) Nécessite 3tan²(x) ≠ 1
Triple angle cotangent
cot(3x) = 3 cot(x) - cot³(x)1 - 3 cot²(x) Nécessite 3lits de bébé²(x) ≠ 1
½ Formules demi-angle (x/2)
6 formules Formules exactes pour les demi-angles de signe déterminé par le quadrant de x/2
Formules demi-angle (x/2)
6 formulesFormules exactes pour les demi-angles de signe déterminé par le quadrant de x/2
Demi-angle sinusoïdal
sin(x2) = ±√1 - cos(x)2 ± signe choisi en fonction du quadrant contenant x/2
Cosinus demi-angle
cos(x2) = ±√1 + cos(x)2 ± signe choisi en fonction du quadrant contenant x/2
Demi-angle tangent (forme radicale)
tan(x2) = ±√1 - cos(x)1 + cos(x) Forme de demi-angle de racine carrée pour la tangente
Demi-angle tangent (forme rationnelle 1)
tan(x2) = 1 - cos(x)sin(x) Aucune ambiguïté de signe ; exact pour tout x ≠ nπ
Demi-angle tangent (Forme rationnelle 2 / Différence)
tan(x2) = sin(x)1 + cos(x) = csc(x) - cot(x) Équivalent à la différence csc(x) - cot(x)
Demi-angle cotangent
cot(x2) = 1 + cos(x)sin(x) = csc(x) + cot(x) Équivalent à la somme csc(x) + cot(x)
⚡ Formules de réduction de puissance (puissances carrées et supérieures)
7 formules Convertit les puissances des fonctions trigonométriques en multiples du premier degré de x (essentiel pour l'intégration du calcul)
Formules de réduction de puissance (puissances carrées et supérieures)
7 formulesConvertit les puissances des fonctions trigonométriques en multiples du premier degré de x (essentiel pour l'intégration du calcul)
Réduction de puissance sinusoïdale carrée
sin²(x) = 1 - cos(2x)2 Réduction primitive du calcul fondamental : ∫sin²(x)dx
Réduction de puissance au carré du cosinus
cos²(x) = 1 + cos(2x)2 Réduction primitive de calcul fondamental : ∫cos²(x)dx
Réduction de puissance tangente au carré
tan²(x) = 1 - cos(2x)1 + cos(2x) Forme de fraction cosinus rationnelle pour tan²(x)
Réduction de puissance sinusoïdale cubique
sin³(x) = 3 sin(x) - sin(3x)4 Dérivé directement de l'identité triple angle sin(3x)
Réduction de puissance cubique en cosinus
cos³(x) = 3 cos(x) + cos(3x)4 Dérivé directement de l'identité triple angle cos(3x)
Réduction de puissance sinusoïdale quatrième
sin⁴(x) = 3 - 4 cos(2x) + cos(4x)8 Utilisé pour les séries de Fourier et les intégrales d'ordre supérieur
Cosinus Quatrième réduction de puissance
cos⁴(x) = 3 + 4 cos(2x) + cos(4x)8 Utilisé pour les séries de Fourier et les intégrales d'ordre supérieur
✖️➡️➕ Formules produit-somme
4 formules Convertit les produits du sinus et du cosinus en termes de somme et de différence (crucial pour la mécanique des vagues et les intégrales)
Formules produit-somme
4 formulesConvertit les produits du sinus et du cosinus en termes de somme et de différence (crucial pour la mécanique des vagues et les intégrales)
Produit sinusoïdal × sinusoïdal
sin(A) sin(B) = ½ [cos(A - B) - cos(A + B)] Transforme les produits d'interférence d'ondes en composants additifs
Produit cosinus × cosinus
cos(A) cos(B) = ½ [cos(A - B) + cos(A + B)] Transforme les produits cosinus en composants additifs
Produit sinus × cosinus
sin(A) cos(B) = ½ [sin(A + B) + sin(A - B)] Formule de produit de modulation de signal standard
Produit cosinus × sinus
cos(A) sin(B) = ½ [sin(A + B) - sin(A - B)] Décomposition des produits complémentaires
➕➡️✖️ Formules somme-produit
6 formules Convertit les sommes et les différences des fonctions trigonométriques en produits multiplicatifs
Formules somme-produit
6 formulesConvertit les sommes et les différences des fonctions trigonométriques en produits multiplicatifs
Somme sinusoïdale + sinusoïdale
sin(A) + sin(B) = 2 sin(A + B2) cos(A - B2) Explique le phénomène de fréquence de battement dans l'acoustique des ondes acoustiques
Sinus - Différence sinusoïdale
sin(A) - sin(B) = 2 sin(A - B2) cos(A + B2) Formulaire d'analyse d'onde différentielle
Somme cosinus + cosinus
cos(A) + cos(B) = 2 cos(A + B2) cos(A - B2) Même conversion somme-produit
Cosinus - Différence de cosinus
cos(A) - cos(B) = -2 sin(A + B2) sin(A - B2) Notez le premier signe négatif (ou l'ordre inverse B - A)
Tangente + Somme Tangente
tan(A) + tan(B) = sin(A + B)cos(A) cos(B) Calcule les pentes tangentes combinées
Tangente - Différence de tangente
tan(A) - tan(B) = sin(A - B)cos(A) cos(B) Calcule la différence des pentes tangentes
📐 Lois des triangles et relations géométriques
7 formules Lois pour résoudre des triangles obliques généraux (loi des sinus, cosinus, tangentes et formules de Mollweide)
Lois des triangles et relations géométriques
7 formulesLois pour résoudre des triangles obliques généraux (loi des sinus, cosinus, tangentes et formules de Mollweide)
Loi des sinus
asin(A) = bsin(B) = csin(C) = 2R R est le rayon du cercle circonscrit (circumradius)
Loi des cosinus (côté a / angle A)
a² = b² + c² - 2bc cos(A) Résout SAS (Side-Angle-Side) ou SSS (Side-Side-Side)
Loi des cosinus (côté b et côté c)
b² = a² + c² - 2ac cos(B), c² = a² + b² - 2ab cos(C) Versions symétriques pour côtés b et c
Loi des tangentes
a - ba + b = tan[½(A - B)]tan[½(A + B)] Historiquement utilisé pour les calculs logarithmiques en navigation
La première formule de Mollweide
a + bc = cos[½(A - B)]sin(½C) Excellente formule pour vérifier la cohérence du solveur de triangle
Deuxième formule de Mollweide
a - bc = sin[½(A - B)]cos(½C) Relation de cohérence Mollweide complémentaire
Aire du triangle trigonométrique (SAS)
Area = ½ a b sin(C) = ½ b c sin(A) = ½ a c sin(B) Calcule la surface de deux côtés et l'angle inclus
⭕ Longueur d'arc, secteurs et mouvement circulaire
3 formules Relations reliant l'angle en radians à la distance courbe, à la surface du secteur et à la vitesse angulaire
Longueur d'arc, secteurs et mouvement circulaire
3 formulesRelations reliant l'angle en radians à la distance courbe, à la surface du secteur et à la vitesse angulaire
Formule de longueur d'arc
S = r x L'angle x DOIT être exprimé en radians (x = x° × π / 180°)
Zone du secteur circulaire
Area = ½ r² x = ½ r S x en radians ; est égal à ½ × rayon × longueur de l'arc
Vitesse linéaire et vitesse angulaire
v = r ω, ω = xt = 2π f Relie la vitesse tangentielle linéaire v à la vitesse angulaire ω et à la fréquence f
🌐 Formule d'Euler, De Moivre et Trig complexe
5 formules Pont reliant l'analyse complexe exponentielle et la trigonométrie polaire
Formule d'Euler, De Moivre et Trig complexe
5 formulesPont reliant l'analyse complexe exponentielle et la trigonométrie polaire
Formule d'Euler
e^(ix) = cos(x) + i sin(x) = cis(x) Relie la fonction exponentielle directement au sinus et au cosinus ; pour x=π donne e^(iπ) + 1 = 0
La formule de De Moivre
(r cis x)ⁿ = rⁿ cis(nx) = rⁿ [cos(nx) + i sin(nx)] Calcule instantanément les puissances et les racines des nombres complexes
Multiplication et division polaires
(r₁ cis x)(r₂ cis φ) = r₁r₂ cis(x + φ),r₁ cis xr₂ cis φ = (r₁r₂) cis(x - φ) Les grandeurs multiplient/divisent ; arguments d'angle ajouter/soustraire
Définition exponentielle du cosinus
cos(x) = e^(ix) + e^(-ix)2 Exprime algébriquement le cosinus en utilisant des exponentielles complexes
Définition exponentielle du sinus
sin(x) = e^(ix) - e^(-ix)2i Exprime algébriquement le sinus en utilisant des exponentielles complexes
↩️ Identités trigonométriques inverses
6 formules Propriétés, identités de branche de valeur principale et formules de somme pour les fonctions circulaires inverses
Identités trigonométriques inverses
6 formulesPropriétés, identités de branche de valeur principale et formules de somme pour les fonctions circulaires inverses
Identités complémentaires inverses
sin⁻¹(x) + cos⁻¹(x) = π2, tan⁻¹(x) + cot⁻¹(x) = π2, sec⁻¹(x) + csc⁻¹(x) = π2 Valable sur les domaines respectifs : x ∈ [-1, 1], x ∈ ℝ, |x| ≥ 1
Formule de somme tangente inverse
tan⁻¹(x) + tan⁻¹(y) = tan⁻¹(x + y1 - xy) Si xy > 1 et x,y > 0, ajoutez π au résultat
Formule de différence de tangente inverse
tan⁻¹(x) - tan⁻¹(y) = tan⁻¹(x - y1 + xy) Formule standard de soustraction de tangente inverse
Représentations multiples à double tangente inverse
2 tan⁻¹(x) = sin⁻¹(2x1 + x²) = cos⁻¹(1 - x²1 + x²) = tan⁻¹(2x1 - x²) Crucial pour le calcul Weierstrass t-substitution (t = tan(x/2))
Identités inverses d’arguments négatifs
sin⁻¹(-x) = -sin⁻¹(x), tan⁻¹(-x) = -tan⁻¹(x), cos⁻¹(-x) = π - cos⁻¹(x) Notez que cos⁻¹(-x) produit π - cos⁻¹(x)
Relations de fonctions réciproques inverses
csc⁻¹(x) = sin⁻¹(1x), sec⁻¹(x) = cos⁻¹(1x), cot⁻¹(x) = tan⁻¹(1x) [x > 0] Mappage d'arguments réciproques pour les fonctions inverses
Règles de Dérivation & Dérivées
Règles de puissance, produit, quotient et chaîne, dérivées exponentielles, logarithmiques et trigonométriques.
⚡ Règles et opérations fondamentales en matière de produits dérivés
9 formules Règles de différenciation opérationnelle de base pour les constantes, les puissances et les combinaisons algébriques
Règles et opérations fondamentales en matière de produits dérivés
9 formulesRègles de différenciation opérationnelle de base pour les constantes, les puissances et les combinaisons algébriques
Dérivée par premiers principes (définition limite)
f'(x) = lim[h→0] (f(x + h) - f(x))h Définition fondamentale du dérivé comme taux de variation instantané
Règle constante
ddx [c] = 0 La dérivée de toute constante c est nulle
Règle de puissance
ddx [xⁿ] = n·xⁿ⁻¹ Valable pour tous les exposants réels n (n ∈ ℝ)
Règle multiple constante
ddx [c·f(x)] = c·f'(x) Facteur constant hors différenciation
Règle de somme et de différence
ddx [f(x) ± g(x)] = f'(x) ± g'(x) La différenciation est un opérateur linéaire
Règle du produit (règle de Leibniz)
ddx [f(x)·g(x)] = f'(x)g(x) + f(x)g'(x) Différenciez d'abord, maintenez en deuxième, plus maintenez en premier, différenciez en deuxième
Règle du quotient
ddx [f(x)g(x)] = g(x)f'(x) - f(x)g'(x)[g(x)]² Nécessite g(x) ≠ 0
Règle de chaîne (fonctions composites)
ddx [f(g(x))] = f'(g(x))·g'(x) Différencier la fonction externe évaluée à l'intérieur, multiplier par la dérivée de l'intérieur
Règle de fonction réciproque
ddx [1f(x)] = -f'(x)[f(x)]² Raccourci direct pour les fonctions alternatives
📈 Dérivées exponentielles et logarithmiques
7 formules Dérivés d'exponentielles de base naturelles et générales et de fonctions logarithmiques
Dérivées exponentielles et logarithmiques
7 formulesDérivés d'exponentielles de base naturelles et générales et de fonctions logarithmiques
Dérivée exponentielle naturelle
ddx [eˣ] = eˣ L'unique fonction non nulle égale à sa propre dérivée
Dérivé exponentiel naturel composite
ddx [e^(f(x))] = e^(f(x))·f'(x) Règle de chaîne appliquée à l'exponentielle naturelle
Dérivée exponentielle de base générale
ddx [aˣ] = aˣ·ln(a) Valable pour a > 0, a ≠ 1
Dérivée du logarithme naturel
ddx [ln(x)] = 1x Pour les valeurs absolues : d/dx [ln|x|] = 1 / x (x ≠ 0)
Dérivée du logarithme naturel composite
ddx [ln(f(x))] = f'(x)f(x) Dérivée logarithmique / taux de variation relatif
Dérivée du logarithme de base générale
ddx [loga(x)] = 1x·ln(a) Changement de formule de différenciation de base
Base variable et exposant variable (xˣ)
ddx [xˣ] = xˣ·(1 + ln(x)) Dérivé par différenciation logarithmique y = xˣ ⇒ ln y = x ln x
📐 Dérivées de fonctions trigonométriques
7 formules Dérivées des six fonctions trigonométriques standards (sin, cos, tan, cot, sec, csc)
Dérivées de fonctions trigonométriques
7 formulesDérivées des six fonctions trigonométriques standards (sin, cos, tan, cot, sec, csc)
Dérivée du sinus
ddx [sin(x)] = cos(x) Le taux de changement du sinus est le cosinus
Dérivée du cosinus
ddx [cos(x)] = -sin(x) Notez le signe négatif pour la fonction "co-"
Dérivée de la tangente
ddx [tan(x)] = sec²(x) Également égal à 1 + tan²(x)
Dérivée de Cotangente
ddx [cot(x)] = -csc²(x) Également égal à -(1 + cot²(x))
Dérivé de sécante
ddx [sec(x)] = sec(x)·tan(x) Produit de sécante et de tangente
Dérivé du Cosécant
ddx [csc(x)] = -csc(x)·cot(x) Produit de cosécante et cotangente de signe négatif
Forme de chaîne trigonométrique composite
ddx [sin(f(x))] = cos(f(x))·f'(x), ddx [cos(f(x))] = -sin(f(x))·f'(x) Règle de chaîne trigonométrique généralisée standard
↩️ Dérivées trigonométriques inverses
6 formules Dérivées du sinus inverse, du cosinus, de la tangente, de la cotangente, de la sécante et de la cosécante
Dérivées trigonométriques inverses
6 formulesDérivées du sinus inverse, du cosinus, de la tangente, de la cotangente, de la sécante et de la cosécante
Dérivée du sinus inverse
ddx [sin⁻¹(x)] = 1√1 - x² Domaine strictement compris entre -1 et 1
Dérivée du cosinus inverse
ddx [cos⁻¹(x)] = -1√1 - x² Négatif exact de la dérivée sinusoïdale inverse
Dérivée de la tangente inverse
ddx [tan⁻¹(x)] = 11 + x² Valable pour tous les nombres réels sans singularité
Dérivée de la cotangente inverse
ddx [cot⁻¹(x)] = -11 + x² Négatif exact de la dérivée tangente inverse
Dérivée de la sécante inverse
ddx [sec⁻¹(x)] = 1|x|·√x² - 1 Nécessite |x| > 1
Dérivé de la cosécante inverse
ddx [csc⁻¹(x)] = -1|x|·√x² - 1 Négatif exact de la dérivée sécante inverse
〰️ Dérivés hyperboliques et hyperboliques inverses
9 formules Dérivés de sinh, cosh, tanh et leurs fonctions inverses respectives
Dérivés hyperboliques et hyperboliques inverses
9 formulesDérivés de sinh, cosh, tanh et leurs fonctions inverses respectives
Dérivé du sinus hyperbolique (sinh x)
ddx [sinh(x)] = cosh(x) Ne remarquez aucun signe négatif (contrairement au cosinus régulier)
Dérivé du cosinus hyperbolique (cosh x)
ddx [cosh(x)] = sinh(x) Taux de changement positif
Dérivée de la tangente hyperbolique (tanh x)
ddx [tanh(x)] = sech²(x) Crucial pour la rétropropagation de l’activation du réseau neuronal
Dérivé de la cotangente hyperbolique (coth x)
ddx [coth(x)] = -csch²(x) Cosécante hyperbolique négative au carré
Dérivé de la sécante hyperbolique (sech x)
ddx [sech(x)] = -sech(x)·tanh(x) Produit hyperbolique négatif
Dérivé du cosécant hyperbolique (csch x)
ddx [csch(x)] = -csch(x)·coth(x) Produit hyperbolique négatif
Dérivé du sinus hyperbolique inverse
ddx [arsinh(x)] = 1√x² + 1 Valable pour tous les x réels
Dérivé du cosinus hyperbolique inverse
ddx [arcosh(x)] = 1√x² - 1 Valable pour x > 1
Dérivée de la tangente hyperbolique inverse
ddx [artanh(x)] = 11 - x² Valable pour |x| < 1
🔬 Techniques et théorèmes avancés de différenciation
6 formules Différenciation implicite, courbes paramétriques, règle de L’Hôpital et développements de Taylor
Techniques et théorèmes avancés de différenciation
6 formulesDifférenciation implicite, courbes paramétriques, règle de L’Hôpital et développements de Taylor
Dérivée première paramétrique (dy/dx)
dydx = dydtdxdt Calcule la pente tangente de la courbe à partir des équations paramétriques x(t), y(t)
Dérivée seconde paramétrique (d²y/dx²)
d²ydx² = [ddt (dydx)]dxdt Calcule la concavité des courbes paramétriques
Règle de L'Hôpital (Limites 0/0 ou ∞/∞)
lim[x→c] f(x)g(x) = lim[x→c] f'(x)g'(x) Résout les limites indéterminées en différenciant indépendamment le numérateur et le dénominateur
Théorème de la valeur moyenne (MVT)
f'(c) = f(b) - f(a)b - a Garantit un point où le taux de changement instantané est égal au taux de changement moyen
Développement de la série de Taylor autour de x = a
f(x) = ∑[n = 0→∞] (f⁽ⁿ⁾(a)n!)·(x - a)ⁿ approximation polynomiale de fonctions différentiables lisses
Expansion de la série Maclaurin (a = 0)
f(x) = ∑[n = 0→∞] (f⁽ⁿ⁾(0)n!)·xⁿ Série de Taylor centrée à l'origine (x = 0)
Intégration & Primitives Standards
Primitives standard d'examen, exponentielles, trigonométriques, intégration par substitution et par parties.
∫ Règles et pouvoirs fondamentaux d’intégration
6 formules Règles primitives élémentaires pour les constantes, les puissances algébriques et les combinaisons linéaires
Règles et pouvoirs fondamentaux d’intégration
6 formulesRègles primitives élémentaires pour les constantes, les puissances algébriques et les combinaisons linéaires
Intégrale constante
∫ k dx = k·x + C La primitive d'une constante k est k·x + C
Règle de puissance d'intégration
∫ xⁿ dx = xⁿ⁺¹n + 1 + C Valable pour toutes les puissances réelles n sauf n = -1
Fonction réciproque intégrale (1/x)
∫ (1x) dx = ln|x| + C Cas particulier crucial pour n = -1 dans la règle de puissance
Règle de linéarité d'intégration
∫ [a·f(x) ± b·g(x)] dx = a ∫ f(x) dx ± b ∫ g(x) dx L'intégration est une opération fonctionnelle linéaire
Règle de puissance composite linéaire
∫ (ax + b)ⁿ dx = (ax + b)ⁿ⁺¹a(n + 1) + C Raccourci pour les puissances binomiales linéaires
Intégrale réciproque composite linéaire
∫ (1ax + b) dx = (1a)·ln|ax + b| + C Formule d'intégration du dénominateur linéaire standard
📈 Intégrales exponentielles et logarithmiques
6 formules Primitives impliquant eˣ naturel, base générale aˣ et termes logarithmiques
Intégrales exponentielles et logarithmiques
6 formulesPrimitives impliquant eˣ naturel, base générale aˣ et termes logarithmiques
Intégrale Exponentielle Naturelle
∫ eˣ dx = eˣ + C La fonction est égale à sa propre primitive jusqu'à la constante C
Intégrale exponentielle mise à l'échelle (eᵃˣ)
∫ e^(ax) dx = (1a)·e^(ax) + C Règle d'intégration exponentielle à l'échelle standard
Intégrale exponentielle de base générale (aˣ)
∫ aˣ dx = aˣln(a)+ C Divise par ln(a) car la dérivée multipliée par ln(a)
Logarithme naturel intégral
∫ ln(x) dx = x·ln(x) - x + C Dérivé par intégration par parties avec u = ln x, dv = dx
Logarithme de base général intégral
∫ loga(x) dx = x·ln(x) - xln(a)+ C Changement d'intégration de base pour les logarithmes
Produit intégral (x · eˣ)
∫ x·eˣ dx = eˣ(x - 1) + C Application d'intégration classique par pièces
📐 Intégrales trigonométriques de base
6 formules Primitives directes correspondant aux dérivées trigonométriques standards
Intégrales trigonométriques de base
6 formulesPrimitives directes correspondant aux dérivées trigonométriques standards
Intégrale du sinus
∫ sin(x) dx = -cos(x) + C Notez le signe négatif dans la primitive du sinus
Intégrale du cosinus
∫ cos(x) dx = sin(x) + C Primitive trigonométrique standard directe
Intégrale de sécante au carré
∫ sec²(x) dx = tan(x) + C Parce que la dérivée de la tangente est sécante au carré
Intégrale de Cosécante au carré
∫ csc²(x) dx = -cot(x) + C Parce que la dérivée de la cotangente est -csc²(x)
Intégrale de Sécante × Tangente
∫ sec(x) tan(x) dx = sec(x) + C Inversion dérivée directe de sec(x)
Intégrale de Cosécante × Cotangente
∫ csc(x) cot(x) dx = -csc(x) + C Inversion dérivée directe de csc(x)
⚡ Intégrales trigonométriques étendues et carrées
8 formules Intégrales des termes trigonométriques tan, cot, sec, csc et carré
Intégrales trigonométriques étendues et carrées
8 formulesIntégrales des termes trigonométriques tan, cot, sec, csc et carré
Intégrale de la Tangente
∫ tan(x) dx = ln|sec(x)| + C = -ln|cos(x)| + C Évalué par substitution u = cos(x)
Intégrale de Cotangente
∫ cot(x) dx = ln|sin(x)| + C = -ln|csc(x)| + C Évalué par substitution u = sin(x)
Intégrale de Sécante
∫ sec(x) dx = ln|sec(x) + tan(x)| + C Célèbre calcul intégral multiplié par (sec x + tan x)/(sec x + tan x)
Intégrale de Cosécante
∫ csc(x) dx = ln|csc(x) - cot(x)| + C = ln|tan(x2)| + C Intégrale cosécante logarithmique standard
Intégrale du sinus au carré (sin² x)
∫ sin²(x) dx = (x2) - (sin(2x)4) + C Évalué à l'aide de l'identité de réduction de puissance sin²(x) = (1 - cos 2x)/2
Intégrale du cosinus carré (cos² x)
∫ cos²(x) dx = (x2) + (sin(2x)4) + C Évalué à l'aide de l'identité de réduction de puissance cos²(x) = (1 + cos 2x)/2
Intégrale de la Tangente au Carré (tan² x)
∫ tan²(x) dx = tan(x) - x + C Évalué selon l'identité tan²(x) = sec²(x) - 1
Intégrale de Cotangente au Carré (cot² x)
∫ cot²(x) dx = -cot(x) - x + C Évalué selon l'identité cot²(x) = csc²(x) - 1
↩️ Intégrales produisant des fonctions trigonométriques inverses
5 formules Intégrales de fractions algébriques standard dont les primitives sont des fonctions trigonométriques inverses
Intégrales produisant des fonctions trigonométriques inverses
5 formulesIntégrales de fractions algébriques standard dont les primitives sont des fonctions trigonométriques inverses
Sinus inverse à rendement intégral
∫ (1√a² - x²) dx = sin⁻¹(xa) + C Remarquez qu'il n'y a pas de facteur 1/a à l'extérieur pour le sinus inverse
Tangente inverse à rendement intégral
∫ (1a² + x²) dx = (1a)·tan⁻¹(xa) + C Le coefficient 1/a est requis contrairement au sinus inverse
Sécante inverse à rendement intégral
∫ (1x·√x² - a²) dx = (1a)·sec⁻¹(|x|a) + C Comprend le coefficient 1/a et la valeur absolue |x|
Intégrale de 1 / (x² - a²)
∫ (1x² - a²) dx = (12a)·ln|(x - a)x + a| + C Obtenu par décomposition en fraction partielle 1/(x²-a²)
Intégrale de 1 / (a² - x²)
∫ (1a² - x²) dx = (12a)·ln|(a + x)a - x| + C Obtenu par décomposition en fraction partielle 1/(a²-x²)
√ Intégrales radicales spéciales à racine carrée
4 formules Intégrales radicales standards résolues par substitution trigonométrique (x = un sin θ, un tan θ, un sec θ)
Intégrales radicales spéciales à racine carrée
4 formulesIntégrales radicales standards résolues par substitution trigonométrique (x = un sin θ, un tan θ, un sec θ)
Intégrale de √(a² - x²)
∫ √a² - x² dx = (x2)√a² - x² + (a²2)sin⁻¹(xa) + C Utilisé pour calculer les zones de secteurs circulaires et elliptiques
Intégrale de √(x² + a²)
∫ √x² + a² dx = (x2)√x² + a² + (a²2)ln|x + √x² + a²| + C Résolu en utilisant la substitution x = a tan θ ou hyperbolique x = a sinh u
Intégrale de √(x² - a²)
∫ √x² - a² dx = (x2)√x² - a² - (a²2)ln|x + √x² - a²| + C Résolu en utilisant la substitution x = a sec θ ou hyperbolique x = a cosh u
Intégrale de 1 / √(x² ± a²)
∫ (1√x² ± a²) dx = ln|x + √x² ± a²| + C Également égal à arsinh(x/a) et arcosh(x/a) respectivement
〰️ Intégrales de fonctions hyperboliques
6 formules Primitives pour les formes trigonométriques sinh, cosh, tanh et hyperbolique
Intégrales de fonctions hyperboliques
6 formulesPrimitives pour les formes trigonométriques sinh, cosh, tanh et hyperbolique
Intégrale du sinus hyperbolique (sinh x)
∫ sinh(x) dx = cosh(x) + C Cosh positif(x) + C (pas de signe négatif)
Intégrale du cosinus hyperbolique (cosh x)
∫ cosh(x) dx = sinh(x) + C Primitive hyperbolique directe
Intégrale de la tangente hyperbolique (tanh x)
∫ tanh(x) dx = ln(cosh x) + C Puisque cosh x > 0 pour tout x réel, aucune valeur absolue n'est requise
Intégrale de la sécante hyperbolique au carré (sech² x)
∫ sech²(x) dx = tanh(x) + C Primitive directe donnant tanh(x)
Intégrale de la cosécante hyperbolique au carré (csch² x)
∫ csch²(x) dx = -coth(x) + C Cotangente hyperbolique négative
Intégrale de sech(x) · tanh(x)
∫ sech(x) tanh(x) dx = -sech(x) + C Primitive du produit sécant-tangent hyperbolique
🛠️ Techniques et méthodes d'intégration
4 formules Méthodes générales d'intégration analytique : parties, substitution et fractions partielles
Techniques et méthodes d'intégration
4 formulesMéthodes générales d'intégration analytique : parties, substitution et fractions partielles
Formule d'intégration par pièces
∫ u dv = u·v - ∫ v du Choisissez-vous en utilisant la règle LIATE (Logarithmique, Trigonométrique Inverse, Algébrique, Trigonométrique, Exponentiel)
Intégration par U-Substitution (Changement de Variables)
∫ f(g(x))·g'(x) dx = ∫ f(u) du Inverse la règle de chaîne de différenciation
Substitution demi-angle de Weierstrass (t = tan(x/2))
sin(x) = 2t1+t², cos(x) = 1-t²1+t², dx = 2dt1+t² Transforme toute intégrale trigonométrique rationnelle en intégrale algébrique polynomiale rationnelle
Forme dérivée logarithmique (∫ f'(x)/f(x) dx)
∫ (f'(x)f(x)) dx = ln|f(x)| + C Chaque fois que le numérateur est la dérivée exacte du dénominateur
📊 Intégrales définies et théorèmes fondamentaux
5 formules Théorème fondamental du calcul (FTC), propriétés de symétrie et règle de Leibniz
Intégrales définies et théorèmes fondamentaux
5 formulesThéorème fondamental du calcul (FTC), propriétés de symétrie et règle de Leibniz
Théorème fondamental du calcul (Partie 1 - Différenciation de l'intégrale)
ddx [ ∫xa f(t) dt ] = f(x) Relie la différenciation et l'intégration en tant qu'opérations mathématiques inverses
Théorème fondamental du calcul (Partie 2 - Théorème d'évaluation)
∫ba f(x) dx = F(b) - F(a) Évalue la superficie nette et la variation accumulée sur l'intervalle [a, b]
Règle de Leibniz pour différencier sous le signe intégral
ddx [ ∫v(x)u(x) f(t) dt ] = f(v(x))·v'(x) - f(u(x))·u'(x) Règle de chaîne étendue aux limites d'intégration inférieures et supérieures variables
Symétrie de fonction intégrale paire/impaire définie sur [-a, a]
Even: ∫a-a f(x) dx = 2 ∫a0 f(x) dx, Odd: ∫a-a f(x) dx = 0 Simplification instantanée pour les limites d'intégration symétriques [-a, a]
Théorème de la valeur moyenne pour les intégrales définies
favg = (1b - a)·∫ba f(x) dx = f(c) Calcule la vraie valeur moyenne d'une fonction continue sur [a, b]
🔁 Formules de réduction trigonométrique
4 formules Formules de réduction récursive pour intégrer des puissances trigonométriques supérieures (sinⁿ x, cosⁿ x, tanⁿ x, secⁿ x)
Formules de réduction trigonométrique
4 formulesFormules de réduction récursive pour intégrer des puissances trigonométriques supérieures (sinⁿ x, cosⁿ x, tanⁿ x, secⁿ x)
Formule de réduction de puissance sinusoïdale
∫ sinⁿ(x) dx = -sinⁿ⁻¹(x)cos(x)n+ (n - 1n) ∫ sinⁿ⁻²(x) dx Réduit la puissance du sinus de 2 à chaque itération
Formule de réduction de puissance cosinus
∫ cosⁿ(x) dx = cosⁿ⁻¹(x)sin(x)n+ (n - 1n) ∫ cosⁿ⁻²(x) dx Réduit la puissance du cosinus de 2 à chaque itération
Formule de réduction de puissance tangente
∫ tanⁿ(x) dx = tanⁿ⁻¹(x)n - 1 - ∫ tanⁿ⁻²(x) dx Réduction algébrique rapide pour tanⁿ(x)
Formule de réduction de puissance sécante
∫ secⁿ(x) dx = secⁿ⁻²(x)tan(x)n - 1 + (n - 2n - 1) ∫ secⁿ⁻²(x) dx Réduit les puissances de sécante supérieures (par exemple ∫sec³ x dx)
Suite Complète de Mathématiques
Identités algébriques, géométrie 2D/3D, matrices, vecteurs, séries, équations différentielles et probabilités.
🔢 Chapitre 1 : Identités algébriques, polynômes et inégalités
9 formules Développements binomiaux, somme/différence de cubes, relations de Vieta, théorème binomial et inégalités fondamentales
Chapitre 1 : Identités algébriques, polynômes et inégalités
9 formulesDéveloppements binomiaux, somme/différence de cubes, relations de Vieta, théorème binomial et inégalités fondamentales
Formule et racines d'équation quadratique
x = -b ± √b² - 4ac2a Solutions de l'équation quadratique standard ax² + bx + c = 0 ; le discriminant Δ = b² - 4ac détermine la nature réelle/complexe
Identités d'expansion binomiales carrées et cubiques
(a ± b)² = a² ± 2ab + b², (a ± b)³ = a³ ± 3a²b + 3ab² ± b³ Développements polynomiaux fondamentaux des binômes algébriques
Identité du carré trinôme
(a + b + c)² = a² + b² + c² + 2(ab + bc + ca) Développement du carré d'une somme de trois termes
Factorisation de la différence et de la somme des cubes
a³ - b³ = (a - b)(a² + ab + b²), a³ + b³ = (a + b)(a² - ab + b²) Factorisations algébriques exactes pour la somme et la différence de termes cubiques
Identité cubique à trois variables d'Euler
a³ + b³ + c³ - 3abc = (a + b + c)(a² + b² + c² - ab - bc - ca) = ½(a + b + c)[(a - b)² + (b - c)² + (c - a)²] Cas particulier : si a + b + c = 0, alors a³ + b³ + c³ = 3abc
Théorème binomial général
(x + y)ⁿ = ∑[k = 0 to n] (n!k!(n - k)!)·xⁿ⁻ᵏ·yᵏ Développe toute puissance entière positive d'une somme binomiale à l'aide de coefficients combinatoires
Les formules de Vieta pour les racines polynomiales
Quadratic: r₁ + r₂ = -ba, r₁·r₂ = ca; Cubic: ∑ ri = -ba, ∑ ri rj = ca, r₁r₂r₃ = -da Relations directes entre les racines polynomiales et les coefficients
AM-GM-HM Classique signifie Inégalité
AM ≥ GM ≥ HM ⟹ a₁ + a₂ + ... + ann ≥ ⁿ√a₁·a₂·...·an ≥ n1a₁+1a₂+ ... +1an L'égalité est vraie si et seulement si tous les éléments a₁ = a₂ = ... = a_n
Inégalité de Cauchy-Schwarz
(∑[i = 1 to n] ai·bi)² ≤ (∑[i = 1 to n] ai²)·(∑[i = 1 to n] bi²) Inégalité universelle dans les espaces de produits internes réels/complexes
📐 Chapitre 2 : Géométrie des coordonnées 2D et sections coniques
8 formules Distances, formules de section, lignes droites, cercles, paraboles, ellipses et hyperboles
Chapitre 2 : Géométrie des coordonnées 2D et sections coniques
8 formulesDistances, formules de section, lignes droites, cercles, paraboles, ellipses et hyperboles
Formule de distance et de section euclidienne 2D
d = √(x₂ - x₁)² + (y₂ - y₁)², x = m·x₂ ± n·x₁m ± n Distance en ligne droite et division du rapport interne/externe du segment de ligne reliant (x₁, y₁) et (x₂, y₂)
Formule Triangle de Lacet et Zone de Polygone
Area = ½·|x₁(y₂ - y₃) + x₂(y₃ - y₁) + x₃(y₁ - y₂)| Calcule la zone planaire à partir des coordonnées de 3 sommets ; la zone nulle implique la colinéarité
Équations en ligne droite et distance perpendiculaire
y - y₁ = m·(x - x₁), dperp = |A·x₀ + B·y₀ +C|√A² + B² Équation point-pente et distance perpendiculaire la plus courte du point (x₀, y₀) à la ligne Ax + By + C = 0
Angle entre deux lignes sécantes
tan(θ) = |(m₂ - m₁)1 + m₁·m₂| Angle d'intersection aigu ; les lignes parallèles ont m₁ = m₂ ; les lignes perpendiculaires ont m₁·m₂ = -1
Cercle standard et formulaire général
(x - h)² + (y - k)² = r², x² + y² + 2gx + 2fy + c = 0 ⟹ r = √g² + f² - c Équation de cercle de centre (h, k) et de rayon r
Forme standard et excentricité de la parabole
y² = 4ax, Focus: (a, 0), Directrix: x = -a, Latus Rectum: 4a, e = 1 Lieu des points équidistants du foyer et de la directrice (excentricité e = 1)
Forme standard d'ellipse, excentricité et surface
x²a²+y²b² = 1, e = √1 -b²a², Foci: (±ae, 0), Area = π·a·b Ellipse horizontale standard avec demi-grand axe a, demi-petit axe b et excentricité e < 1
Forme standard et asymptotes de l'hyperbole
x²a²-y²b² = 1, e = √1 +b²a², Asymptotes: y = ±(ba)·x Section conique d'excentricité e > 1 et asymptotes linéaires passant par l'origine
🧊 Chapitre 3 : Géométrie solide 3D et mensuration
6 formules Distance 3D, sphères, cylindres, cônes, troncs de tronc, tores et équations planes 3D
Chapitre 3 : Géométrie solide 3D et mensuration
6 formulesDistance 3D, sphères, cylindres, cônes, troncs de tronc, tores et équations planes 3D
Formule de distance 3D et équation de sphère
d = √(x₂ - x₁)² + (y₂ - y₁)² + (z₂ - z₁)², (x - x₀)² + (y - y₀)² + (z - z₀)² = R² Distance euclidienne dans l'équation d'espace cartésien 3D et de sphère avec centre (x₀, y₀, z₀) et rayon R
Formules de mensuration des sphères et des cylindres
Sphere: V = (43)·π·R³, A = 4·π·R²; Cylinder: V = π·r²·h, Atotal = 2·π·r·(r + h) Formules de capacité volumétrique et de surface totale pour les sphères et cylindres solides 3D
Volume du cône circulaire droit et du tronc de tronc
Cone: V = (13)·π·r²·h, l = √r² + h²; Frustum: V = (13)·π·h·(R² + r² + R·r) Hauteur inclinée l, surface latérale A_lat = π·r·l et volume du tronc de cône
Volume et surface du tore (beignet)
Vtorus = 2·π²·R·r², Atorus = 4·π²·R·r Solide de révolution généré par la rotation d'un cercle de rayon r autour d'un axe de grand rayon R à partir du centre (R ≥ r)
Équation plane 3D et vecteur normal
A·(x - x₀) + B·(y - y₀) + C·(z - z₀) = 0 ⟹ Ax + By + Cz + D = 0 Équation du plan passant par le point (x₀, y₀, z₀) de vecteur normal n = <A, B, C>
Distance la plus courte entre les lignes inclinées en 3D
d = |(a₂ - a₁)·(b₁ × b₂)||b₁ × b₂| Calcule la distance absolue la plus courte entre deux lignes 3D non sécantes et non parallèles r₁ = a₁ + λb₁ et r₂ = a₂ + μb₂
📊 Chapitre 4 : Algèbre linéaire et théorie matricielle
5 formules Déterminants, inverses matriciels, règle de Cramer, valeurs propres, vecteurs propres et théorème de Cayley-Hamilton
Chapitre 4 : Algèbre linéaire et théorie matricielle
5 formulesDéterminants, inverses matriciels, règle de Cramer, valeurs propres, vecteurs propres et théorème de Cayley-Hamilton
Déterminant matriciel (2×2 et 3×3)
det(A2x2) = ad - bc, det(A3x3) = a(ei - fh) - b(di - fg) + c(dh - eg) Volume de mise à l'échelle des valeurs scalaires sous transformation linéaire ; det(A) = 0 indique une matrice singulière non inversible
Formule matricielle inverse et adjugée
A⁻¹ = (1det(A))·adj(A) = (1det(A))·(C)^T Matrice inverse où adj(A) est la transposée de la matrice cofacteur C
Règle de Cramer pour les systèmes linéaires
xi = det(Ai)det(A) Formule algébrique explicite pour résoudre un système de n équations linéaires Ax = b où A_i a la colonne i remplacée par b
Valeurs propres et équation caractéristique
det(A - λ·I) = 0, (A - λ·I)·v = 0 Les racines polynomiales caractéristiques donnent des valeurs propres scalaires λ ; les vecteurs non nuls correspondants v sont des vecteurs propres
Relations de trace et de valeurs propres déterminantes
tr(A) = ∑[i = 1 to n] λi = ∑[i = 1 to n] aii, det(A) = ∏[i = 1 to n] λi La trace matricielle est égale à la somme des valeurs propres ; le déterminant est égal au produit de toutes les valeurs propres
🧭 Chapitre 5 : Calcul vectoriel et opérateurs de terrain
5 formules Produits points et croisés, produits triples, dégradé, divergence, boucle et laplacien
Chapitre 5 : Calcul vectoriel et opérateurs de terrain
5 formulesProduits points et croisés, produits triples, dégradé, divergence, boucle et laplacien
Produits vectoriels à points (scalaires) et croisés (vecteurs)
u·v = |u||v|·cos(θ) = ux vx + uy vy + uz vz, |u × v| = |u||v|·sin(θ) Produits vectoriels fondamentaux : le produit scalaire donne une projection scalaire ; le produit croisé donne un vecteur orthogonal
Produits triples (triple scalaire et règle BAC-CAB)
[u v w] = u·(v × w), a × (b × c) = b·(a·c) - c·(a·b) Le triple produit scalaire calcule le volume du parallélépipède ; La règle BAC-CAB étend les produits doubles croisés
Dégradé d'un champ scalaire (∇f)
∇f = (∂f∂x)·î + (∂f∂y)·ĵ + (∂f∂z)·k̂ Vecteur pointant dans la direction du taux d’augmentation maximum de la fonction scalaire f ; la magnitude est égale à la pente maximale
Divergence (∇·F) et boucle (∇×F) des champs vectoriels
∇·F = ∂Fx∂x+∂Fy∂y+∂Fz∂z, ∇ × F = (∂Fz∂y-∂Fy∂z)·î + (∂Fx∂z-∂Fz∂x)·ĵ + (∂Fy∂x-∂Fx∂y)·k̂ La divergence mesure la densité de flux sortant (∇·F = 0 est solénoïdal) ; Curl mesure le tourbillon de rotation (∇×F = 0 est irrotationnel)
Opérateur laplacien (∇²f)
∇²f = ∇·(∇f) = ∂²f∂x² + ∂²f∂y² + ∂²f∂z² Opérateur différentiel du second ordre régissant les potentiels harmoniques, la diffusion de chaleur et la propagation des ondes
🔄 Chapitre 6 : Théorèmes intégraux multivariés
4 formules Théorème de Green, théorème de Stokes, théorème de divergence de Gauss et jacobiens
Chapitre 6 : Théorèmes intégraux multivariés
4 formulesThéorème de Green, théorème de Stokes, théorème de divergence de Gauss et jacobiens
Théorème de Green dans le plan
∮[C] (L dx + M dy) = ∬[D] (∂M∂x - ∂L∂y) dA Relie l'intégrale de ligne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour d'une courbe fermée simple orientée positivement C à l'intégrale double sur la région fermée D
Théorème de boucle de Stokes
∮[C] F·dr = ∬[S] (∇ × F)·dS Relie l'intégrale de la ligne de circulation le long de la courbe limite C à l'intégrale du flux de surface de la boucle ∇×F sur la surface orientable S
Théorème de divergence de Gauss
∯[S] F·dS = ∭[V] (∇·F) dV Le flux net vers l'extérieur du champ vectoriel F à travers la surface fermée S est égal à l'intégrale de volume de la divergence ∇·F dans tout le volume intérieur V
Déterminant jacobien pour la substitution de coordonnées
J = ∂(x, y)∂(u, v) = (∂x∂u)(∂y∂v) - (∂x∂v)(∂y∂u), dx dy = |J| du dv Facteur d'échelle surface/volume lors du changement multivariable des variables (polaire : J = r ; sphérique : J = ρ² sin φ)
🌐 Chapitre 7 : Nombres complexes et analyse complexe
4 formules Formule d'Euler, théorème de De Moivre, analyticité de Cauchy-Riemann et théorème des résidus de Cauchy
Chapitre 7 : Nombres complexes et analyse complexe
4 formulesFormule d'Euler, théorème de De Moivre, analyticité de Cauchy-Riemann et théorème des résidus de Cauchy
Représentation complexe de polaire, de module et d'Euler
z = x + iy = r·(cos(θ) + i·sin(θ)) = r·e^(iθ), r = √x² + y², θ = tan⁻¹(yx) Représentation géométrique d'un nombre complexe dans le plan d'Argand
Théorème de De Moivre et n-ième racines de l'unité
(cos(θ) + i·sin(θ))ⁿ = cos(nθ) + i·sin(nθ) = e^(inθ), zk = ⁿ√r·e^(i(θ + 2kπ)n) Calcule les puissances entières/fractionnaires et les nièmes racines symétriques dans le plan complexe
Équations d'analyticité de Cauchy-Riemann
∂u∂x = ∂v∂y, ∂u∂y = -(∂v∂x) Conditions nécessaires et suffisantes pour que la fonction complexe f(z) = u(x, y) + i·v(x, y) soit holomorphe / complexe-différentiable
Formule intégrale et théorème des résidus de Cauchy
f(z₀) = (12πi)·∮[C] (f(z)z - z₀) dz, ∮[C] f(z) dz = 2πi·∑ Res(f, zk) Évalue les intégrales de contour via les singularités et les résidus inclus Res(f, z₀) = lim[z→z₀] (z - z₀)f(z)
📈 Chapitre 8 : Séquences, séries infinies et analyse de Fourier
4 formules Séries géométriques et AGP, développements de Taylor et Maclaurin et séries de Fourier
Chapitre 8 : Séquences, séries infinies et analyse de Fourier
4 formulesSéries géométriques et AGP, développements de Taylor et Maclaurin et séries de Fourier
Progression géométrique (somme finie et infinie)
Sn = a·(1 - rⁿ)1 - r, S_∞ = a1 - r (|r| < 1) Somme de la progression géométrique de premier terme a et de raison r
Extension de la série Taylor & Maclaurin
f(x) = ∑[n = 0 to ∞] (fⁿ(a)n!)·(x - a)ⁿ = f(a) + f'(a)(x - a) + (f''(a)2!)(x - a)² + ... Représentation de la fonction lisse comme somme polynomiale infinie de dérivées au point d'expansion a (Maclaurin quand a = 0)
Série Maclaurin standard (eˣ, sin x, cos x, ln(1+x))
eˣ = 1 + x +x²2!+x³3!+ ..., sin x = x -x³3!+x⁵5!- ..., cos x = 1 -x²2!+x⁴4!- ... Représentations de séries entières infinies avec un rayon de convergence infini (R = ∞)
Expansion en série de Fourier de la fonction périodique
f(x) = a₀2+ ∑[n = 1 to ∞] [an·cos(nπxL) + bn·sin(nπxL)] Décompose la forme d'onde périodique de la période 2L en somme infinie de composantes orthogonales sinusoïdales harmoniques
⚡ Chapitre 9 : Équations différentielles (ODE et PDE)
4 formules Facteurs d'intégration du premier ordre, EDO à coefficient constant du second ordre, transformées de Laplace et EDP
Chapitre 9 : Équations différentielles (ODE et PDE)
4 formulesFacteurs d'intégration du premier ordre, EDO à coefficient constant du second ordre, transformées de Laplace et EDP
ODE linéaire du 1er ordre (méthode du facteur d'intégration)
dydx + P(x)·y = Q(x) ⟹ y·e^(∫ P dx) = ∫ Q(x)·e^(∫ P dx) dx + C Méthode de solution générale utilisant le facteur d'intégration I(x) = exp(∫P dx)
ODE homogène linéaire du 2ème ordre (racines caractéristiques)
a·y'' + b·y' + c·y = 0 ⟹ a·λ² + b·λ + c = 0, λ = -b ± √b² - 4ac2a Les racines déterminent la forme de la solution : réel distinct (C₁e^λ₁x + C₂e^λ₂x), répété ((C₁ + C₂x)e^λx), complexe α±iβ (e^αx(C₁cos βx + C₂sin βx))
Transformation de Laplace et propriété dérivée
L{f(t)} = F(s) = ∫∞0 e^(-st)·f(t) dt, L{f'(t)} = s·F(s) - f(0) Transforme les équations différentielles linéaires en équations algébriques dans le domaine s des fréquences complexes
Équations aux dérivées partielles classiques (onde, chaleur, Laplace)
Wave: ∂²u∂t² = c²·(∂²u∂x²); Heat: ∂u∂t = α·(∂²u∂x²); Laplace: ∂²u∂x² + ∂²u∂y² = 0 Trois équations aux dérivées partielles linéaires fondamentales du second ordre régissant la physique et l'ingénierie
🎲 Chapitre 10 : Probabilités et distributions statistiques
5 formules Théorème de Bayes, valeur attendue, variance, distributions binomiales, de Poisson et normales gaussiennes
Chapitre 10 : Probabilités et distributions statistiques
5 formulesThéorème de Bayes, valeur attendue, variance, distributions binomiales, de Poisson et normales gaussiennes
Théorème de Bayes et loi de la probabilité totale
P(A | B) = P(B | A)·P(A)P(B) = P(B | A)·P(A)∑ P(B | Ai)·P(Ai) Calcule la probabilité postérieure P(A|B) étant donné la probabilité antérieure P(A) et la vraisemblance conditionnelle P(B|A)
Relations entre valeur attendue et écart
E[X] = ∑ xi·P(xi), Var(X) = E[X²] - (E[X])² = σ², SD(X) = σ = √Var(X) Premier et deuxième moments centraux mesurant le centre moyen et la dispersion autour de la moyenne
Distribution de probabilité binomiale
P(X = k) = (n!k!(n - k)!)·pᵏ·(1 - p)ⁿ⁻ᵏ, μ = n·p, σ² = n·p·(1 - p) Probabilité d'exactement k succès dans n essais de Bernoulli indépendants avec une probabilité de succès p
Distribution de probabilité de Poisson
P(X = k) = λᵏ·e^(-λ)k!, μ = λ, σ² = λ Modélise des occurrences d'événements discrets rares dans un intervalle de temps/espace fixe avec un taux moyen constant λ
Distribution normale gaussienne et score Z
f(x) = (1σ·√2π)·e^(-(x - μ)²2σ²), Z = X - μσ Fonction de densité de probabilité continue symétrique en forme de cloche régissant le théorème central limite
Suite Complète de Physique
Cinématique, lois de Newton, dynamique de rotation, gravitation, thermodynamique, équations de Maxwell, optique et physique quantique.
🏃 Chapitre 1 : Cinématique et mouvement 1D/2D
13 formules Équations de mouvement, déplacement, vitesse moyenne et instantanée, accélération et trajectoire du projectile
Chapitre 1 : Cinématique et mouvement 1D/2D
13 formulesÉquations de mouvement, déplacement, vitesse moyenne et instantanée, accélération et trajectoire du projectile
Vitesse moyenne
vavg = ΔxΔt = xf - xitf - ti Rapport du déplacement total à l'intervalle de temps total pris
Vitesse instantanée
v = dxdt = lim[Δt→0] (ΔxΔt) Dérivée première temporelle du vecteur de coordonnées de position par rapport au temps
Accélération instantanée
a = dvdt = d²xdt² = v·(dvdx) Taux de changement de vitesse par rapport au temps ou à la position
SUVAT 1ère équation de mouvement (vitesse-temps)
v = u + a·t Relie la vitesse finale à la vitesse initiale sous accélération uniforme a
SUVAT 2ème équation de mouvement (déplacement-temps)
s = u·t + ½·a·t² Calcule le déplacement linéaire total sous accélération constante
SUVAT 3ème équation de mouvement (vitesse-déplacement)
v² = u² + 2·a·s Relation cinématique indépendante du temps pour une accélération constante
Déplacement dans la n-ième seconde
sn = u + (a2)·(2n - 1) Calcule le déplacement spécifiquement pendant la nième seconde de mouvement
Déplacement utilisant la vitesse moyenne
s = ½·(u + v)·t Valable pour un mouvement sous accélération linéaire constante et uniforme
Hauteur maximale du projectile
Hmax = u²·sin²θ2g Altitude verticale maximale atteinte par un projectile lancé selon l'angle θ
Temps de vol total du projectile
T = 2u·sinθg Temps de vol total entre le lancement et l'atterrissage sur sol plat
Portée horizontale du projectile
R = u²·sin(2θ)g Distance horizontale maximale parcourue (maximum à l'angle de lancement θ = 45°)
Équation de trajectoire parabolique du projectile
y = x·tanθ -g·x²2u²·cos²θ = x·tanθ·(1 -xR) Coordonnées du chemin cartésien (x, y) démontrant un mouvement parabolique pur
Vecteur de vitesse relative
v_(AB) = vA - vB, v_(AB) = √vA² + vB² - 2vA·vB·cosθ Vitesse du corps A observée à partir du référentiel du corps en mouvement B
⚖️ Chapitre 2 : Lois du mouvement, de la friction et de la dynamique circulaire
12 formules Les trois lois de Newton : moment linéaire, impulsion, frottement statique/cinétique, force centripète et angles d'inclinaison
Chapitre 2 : Lois du mouvement, de la friction et de la dynamique circulaire
12 formulesLes trois lois de Newton : moment linéaire, impulsion, frottement statique/cinétique, force centripète et angles d'inclinaison
Moment linéaire
p = m·v Produit de la masse et de la vitesse ; conservé dans des systèmes isolés sans force externe
Deuxième loi du mouvement de Newton
Fnet = dpdt = m·a (for constant mass) La force externe nette est égale au taux instantané de changement du moment linéaire
Théorème d'impulsion-impulsion
J = ∫ F dt = Favg·Δt = Δp = m·vf - m·vi L'impulsion d'une force sur la durée Δt est égale au changement total de l'impulsion produite
Friction de limitation statique maximale
fs(max) = μs·N Force résistive auto-ajustable s'opposant à la tendance du mouvement relatif jusqu'au seuil
Friction cinétique/glissante
fk = μk·N Force résistive constante s'opposant au mouvement de glissement relatif actif (généralement μ_k < μ_s)
Angle de friction et angle de repos
tan(θrepose) = μs, tan(λ) = fs(max)N = μs Angle d'inclinaison minimum auquel un corps commence à glisser sous l'effet de la gravité
Accélération centripète
ac = v²r = ω²·r = v·ω = 4π²·rT² Accélération dirigée radialement vers l'intérieur pour une trajectoire circulaire de rayon r
Force centripète
Fc = m·v²r = m·ω²·r Force intérieure nette requise pour maintenir un mouvement de trajectoire circulaire
Vitesse de sécurité optimale sur route courbe avec inclinaison
vopt = √r·g·tanθ Vitesse à laquelle un véhicule négocie un virage sans usure par frottement latéral
Vitesse maximale de sécurité sur route inclinée avec friction
vmax = √[r·g·(μs + tanθ)1 - μs·tanθ ] Limite de vitesse supérieure avant un dérapage vers l'extérieur sur une surface inclinée avec friction
Période du pendule conique
T = 2π·√L·cosθg, Tension: Tstring = m·gcosθ Période de bob décrivant un cercle horizontal d'angle de cône θ et de longueur de corde L
Vitesses critiques de mouvement circulaire vertical
vbottom ≥ √5gr, vtop ≥ √gr, Tbottom - Ttop = 6mg Vitesses seuils minimales pour réaliser une boucle verticale sans relâchement des cordes
⚡ Chapitre 3 : Travail, énergie, puissance et collisions
11 formules Théorème de l'énergie de travail, énergie cinétique/potentielle, élasticité du ressort, forces conservatrices, puissance et collisions élastiques/inélastiques
Chapitre 3 : Travail, énergie, puissance et collisions
11 formulesThéorème de l'énergie de travail, énergie cinétique/potentielle, élasticité du ressort, forces conservatrices, puissance et collisions élastiques/inélastiques
Travail effectué par force constante
W = F·d·cosθ = F·d Produit scalaire du vecteur force et du vecteur déplacement
Travail effectué par force variable (intégrale)
W = ∫xfxi F(x) dx Zone sous le graphique Force-Déplacement entre les positions initiale et finale
Théorème travail-énergie
Wnet = ΔK = Kf - Ki = ½m·vf² - ½m·vi² Le travail net effectué par toutes les forces (conservatrices, non conservatrices, externes) est égal à un changement d'énergie cinétique
Énergie cinétique (relation avec l'élan)
K = ½·m·v² = p²2m, p = √2m·K Énergie possédée par un corps en raison de son état de mouvement
Énergie potentielle gravitationnelle (près de la Terre)
Ug = m·g·h Énergie potentielle stockée dans une masse m élevée à une hauteur verticale h dans un champ uniforme g
Énergie potentielle élastique du ressort (loi de Hooke)
Us = ½·k·x², Fspring = -k·x Énergie stockée lorsqu'un ressort de rigidité constante k est étiré/comprimé de x
Force conservatrice comme gradient potentiel négatif
F = -dUdx, Fvec = -∇U = -(∂U∂x i + ∂U∂y j + ∂U∂z k) Les forces conservatrices pointent toujours dans la direction de la diminution d’énergie potentielle la plus forte
Puissance mécanique (moyenne et instantanée)
P = dWdt = F·v·cosθ = F·v Taux de temps auquel le travail mécanique est effectué ou l'énergie transférée
Coefficient de restitution (collisions)
e = v₂ - v₁u₁ - u₂ = Relative velocity of separationRelative velocity of approach Mesure l'élasticité : e=1 (énergie cinétique conservée), e=0 (les objets collent ensemble)
Vitesses finales dans une collision élastique 1D
v₁ = [m₁ - m₂m₁ + m₂]·u₁ + [2m₂m₁ + m₂]·u₂, v₂ = [2m₁m₁ + m₂]·u₁ + [m₂ - m₁m₁ + m₂]·u₂ Vitesses exactes après collision pour deux masses entrant en collision élastiquement en 1 dimension
Perte d'énergie cinétique lors d'une collision inélastique
ΔKloss = ½·[m₁·m₂m₁ + m₂ ]·(u₁ - u₂)²·(1 - e²) Énergie cinétique convertie en déformation thermique interne et énergie acoustique
🔄 Chapitre 4 : Mouvement de rotation et moment d'inertie
11 formules Couple, moment cinétique, cinématique de rotation, théorèmes des axes parallèles/perpendiculaires et dynamique de roulement
Chapitre 4 : Mouvement de rotation et moment d'inertie
11 formulesCouple, moment cinétique, cinématique de rotation, théorèmes des axes parallèles/perpendiculaires et dynamique de roulement
Coordonnées du centre de masse
rcm = ∑ mi·ri∑ mi = (1M) ∫ r dm Position moyenne de distribution de masse pour les corps solides discrets ou continus
Équations cinématiques de rotation
ω = ω₀ + α·t, θ = ω₀·t + ½α·t², ω² = ω₀² + 2α·θ Equivalents rotationnels de SUVAT pour une accélération angulaire constante α
Couple (moment de force)
τ = r × F = r·F·sinθ = I·α = dLdt Equivalent rotationnel de la force linéaire provoquant une accélération angulaire α
Moment angulaire et conservation
L = r × p = I·ω, τnet = 0 ⟹ L = const Conservé lorsque le couple externe net agissant sur le système est nul (par exemple, patineur artistique)
Théorème des axes parallèles (Steiner)
I = Icm + M·d² Moment d'inertie autour de tout axe parallèle à l'axe centroïde séparé par la distance d
Théorème de l'axe perpendiculaire (lames planaires)
Iz = Ix + Iy S'applique exclusivement aux corps planaires 2D situés dans le plan xy
Rayon de giration
k = √IM, I = M·k² Distance radiale effective à laquelle toute la masse pourrait être concentrée sans altérer I
Énergie cinétique de rotation
Krot = ½·I·ω² Énergie cinétique associée exclusivement au spin de rotation autour d'un axe fixe ou mobile
Énergie cinétique totale dans un mouvement de roulement pur
Ktotal = Ktrans + Krot = ½M·vcm² + ½Icm·ω² = ½M·vcm²·(1 +k²R²) Énergie cinétique de translation et de rotation combinée pour un roulement pur sans glissement (v_cm = ωR)
Accélération du déroulement du corps vers le bas de l'inclinaison
a = g·sinθ1 + IcmM·R² = g·sinθ1 +k²R² Accélération linéaire sur un plan incliné de pente θ (Sphère solide > Disque > Anneau)
Référence des moments d'inertie standard
Thin Rod: 112 ML², Ring: MR², Solid Disc: ½MR²,Solid Sphere: 25 MR²,Hollow Sphere: 23 MR² Moments d'inertie centraux pour les corps géométriques uniformes standards
🪐 Chapitre 5 : Gravitation universelle et mécanique orbitale
10 formules Loi universelle de la gravitation de Newton, potentiel gravitationnel, vitesse de fuite, vitesse orbitale, lois de Kepler et orbites des satellites
Chapitre 5 : Gravitation universelle et mécanique orbitale
10 formulesLoi universelle de la gravitation de Newton, potentiel gravitationnel, vitesse de fuite, vitesse orbitale, lois de Kepler et orbites des satellites
Loi de Newton sur la gravitation universelle
F = G·(M·m)r² Attraction carrée inverse entre deux masses ponctuelles séparées par la distance r
Accélération gravitationnelle de surface
g = G·MR² = (43)·π·G·ρ·R Accélération de chute libre à la surface d'une sphère planétaire de masse M et de rayon R
Variation de la gravité avec l'altitude h
gh = g·(RR + h)² ≈ g·(1 -2hR) [for h ≪ R] Diminution de l'accélération gravitationnelle avec la hauteur h au-dessus de la surface planétaire
Variation de la gravité avec la profondeur d
gd = g·(1 -dR) Diminution linéaire de l'accélération gravitationnelle à l'intérieur de la Terre (devient nulle au centre d = R)
Énergie potentielle gravitationnelle (universelle)
U(r) = -G·M·mr Énergie d'état lié négative avec référence zéro à séparation infinie r → ∞
Potentiel gravitationnel V(r)
V(r) = -G·Mr, Eg = -dVdr Travail effectué pour amener la masse de test unitaire de l'infini à la distance r
Vitesse de fuite
vesc = √2G·MR = √2g·R Vitesse initiale minimale requise pour qu'un projectile non propulsé échappe à la gravité planétaire (~11,2 km/s pour la Terre)
Vitesse orbitale du satellite
vorb = √G·MR + h = vesc√2 (near surface) Vitesse circulaire requise pour une orbite stable autour de la planète (~7,92 km/s près de la surface de la Terre)
Période de temps orbitale du satellite
T = 2π·(R + h)^(32)√GM = 2π·√r³GM Temps nécessaire à un satellite pour effectuer une révolution complète (24 heures pour une orbite géostationnaire à h ~ 35 786 km)
Troisième loi de Kepler (loi harmonique)
T²a³ = 4π²G·M = const Le carré de période orbitale est strictement proportionnel au cube de demi-grand axe a
🧱 Chapitre 6 : Propriétés mécaniques des solides et élasticité
5 formules Loi de Hooke, contrainte, déformation, module d'Young, module de volume, module de cisaillement, coefficient de Poisson et densité d'énergie élastique
Chapitre 6 : Propriétés mécaniques des solides et élasticité
5 formulesLoi de Hooke, contrainte, déformation, module d'Young, module de volume, module de cisaillement, coefficient de Poisson et densité d'énergie élastique
Loi de Hooke et module de Young
Stress = Y·Strain ⟹ FA = Y·(ΔLL) Relation linéaire entre la contrainte de traction/compression et la déformation longitudinale dans la limite élastique
Module de masse et compressibilité
B = - V·(ΔPΔV), K = 1B Résistance de la substance à une compression volumétrique uniforme sous pression hydrostatique ΔP
Module de cisaillement (module de rigidité)
G = η = FAθ = F·LA·Δx Résistance à la distorsion tangentielle angulaire θ sans altération du volume
Coefficient de Poisson
ν = -Lateral StrainLongitudinal Strain = -ΔddΔLL Rapport entre la contraction transversale et l'expansion longitudinale (limites théoriques : -1 < ν < 0,5 ; pratique : 0 à 0,5)
Densité d'énergie de déformation élastique
u = ½·Stress·Strain = ½·Y·(Strain)² = (Stress)²2Y Énergie potentielle élastique stockée par unité de volume dans un matériau élastique déformé
💧 Chapitre 7 : Mécanique des fluides, hydrostatique et viscosité
10 formules Pression hydrostatique, flottabilité d'Archimède, équation de continuité, théorème de Bernoulli, efflux de Torricelli, loi de Stokes, vitesse terminale et tension superficielle
Chapitre 7 : Mécanique des fluides, hydrostatique et viscosité
10 formulesPression hydrostatique, flottabilité d'Archimède, équation de continuité, théorème de Bernoulli, efflux de Torricelli, loi de Stokes, vitesse terminale et tension superficielle
Pression hydrostatique avec profondeur
P = P₀ + ρ·g·h Pression absolue totale à la profondeur h dans un fluide statique de densité ρ
Principe de Pascal (ascenseur hydraulique)
P₁ = P₂ ⟹ F₁A₁ = F₂A₂ La pression appliquée au fluide incompressible enfermé est transmise sans diminution de manière égale
Principe de flottabilité d'Archimède
FB = ρfluid·Vsubmerged·g = Weight of displaced fluid Force de poussée ascendante égale au poids du fluide déplacé par un objet immergé
Équation de continuité (conservation de la masse)
A₁·v₁ = A₂·v₂ = dVdt = Q (Flow Rate) Pour un débit de fluide incompressible constant, le débit volumétrique Q reste constant
Théorème de Bernoulli (conservation de l'énergie)
P + ½·ρ·v² + ρ·g·h = constant La somme de la pression statique, de la pression cinétique dynamique et du potentiel hydrostatique est constante le long d'un courant
Loi de Torricelli sur la vitesse d'efflux
vefflux = √2·g·h Vitesse du liquide sortant d'un réservoir à petit orifice s'ouvrant à une profondeur h sous la surface ouverte
Loi de Stokes sur la traînée visqueuse
Fv = 6π·η·r·v Retarder la force de traînée visqueuse subie par une petite sphère se déplaçant dans un fluide laminaire
Vitesse terminale de la chute de la sphère
vt = 2·r²·(ρ - σ)·g9η Vitesse constante constante atteinte lorsque la gravité est égale à la force de flottabilité + la traînée visqueuse
Pression excessive dans les gouttelettes et les bulles
ΔPdrop = 2TR, ΔPbubble = 4TR Surpression interne de Young-Laplace : la bulle de savon possède 2 interfaces liquide-air libres
Ascension capillaire/Dépression (Loi de Jurin)
h = 2T·cosθρ·g·r Le liquide monte en hauteur dans un tube capillaire étroit de rayon r avec un angle de contact θ
🌡️ Chapitre 8 : Physique thermique et théorie cinétique des gaz
7 formules Expansion thermique, calorimétrie, loi des gaz parfaits, pression théorique cinétique, vitesses moléculaires (RMS/avg/mp) et capacités thermiques molaires
Chapitre 8 : Physique thermique et théorie cinétique des gaz
7 formulesExpansion thermique, calorimétrie, loi des gaz parfaits, pression théorique cinétique, vitesses moléculaires (RMS/avg/mp) et capacités thermiques molaires
Expansion thermique (linéaire, superficielle, volumétrique)
ΔL = α·L₀·ΔT, ΔA = 2α·A₀·ΔT, ΔV = 3α·V₀·ΔT = γ·V₀·ΔT Expansion dimensionnelle fractionnaire proportionnelle à l'augmentation de la température ΔT (β = 2α, γ = 3α)
Chaleur sensible et chaleur latente de changement de phase
Q = m·c·ΔT, Qphase = m·L Chaleur nécessaire pour augmenter la température ou effectuer une transition isotherme de phase solide/liquide/gazeuse
Équation d’état des gaz parfaits
P·V = n·R·T = N·kB·T Équation constitutive reliant la pression, le volume, la température et la quantité de gaz parfait
Théorie cinétique de la pression des gaz
P = ⅓·ρ·vrms² = ⅓·(N·mV)·vrms² Dérivation statistique microscopique de la pression macroscopique des gaz à partir de collisions de moments moléculaires
RMS, vitesses de gaz moyennes et les plus probables
vrms = √3RTM, vavg = √8RTπM, vmp = √2RTM Vitesses caractéristiques de distribution de la vitesse moléculaire Maxwell-Boltzmann (v_rms > v_avg > v_mp)
Énergie interne et degrés de liberté
U = (f2)·n·R·T, Ek(per molecule) = (f2)·kB·T Théorème d'équipartition : chaque degré de liberté quadratique f contribue à ½ k_B T par molécule
Relation de Mayer et rapport de capacité thermique γ
Cp - Cv = R, γ = CpCv = 1 + (2f) Relation entre les capacités thermiques molaires à pression constante (C_p) et à volume constant (C_v)
🔥 Chapitre 9 : Thermodynamique et transfert de chaleur
10 formules Première loi de la thermodynamique, processus de travail thermodynamiques (isotherme, adiabatique, isobare, isochore), rendement du moteur de Carnot, loi de Stefan-Boltzmann et déplacement de Wien
Chapitre 9 : Thermodynamique et transfert de chaleur
10 formulesPremière loi de la thermodynamique, processus de travail thermodynamiques (isotherme, adiabatique, isobare, isochore), rendement du moteur de Carnot, loi de Stefan-Boltzmann et déplacement de Wien
Première loi de la thermodynamique
ΔU = Q - W ⟹ Q = ΔU + W, W = ∫ P dV Conservation de l'énergie pour les systèmes thermodynamiques (Q dans le système, W travail effectué par le système)
Travail effectué dans un processus isotherme (T = const, ΔU = 0)
Wiso = n·R·T·ln(VfVi) = n·R·T·ln(PiPf) Expansion/compression quasi-statique réversible à température strictement constante
Processus adiabatique et travail effectué (Q = 0, PV^γ = const)
P·V^γ = const, Wadi = Pi·Vi - Pf·Vfγ - 1 = n·R·(Ti - Tf)γ - 1 Processus réversible avec échange thermique nul avec l'environnement (T V^(γ-1) = const)
Travail isobare (P = const) et isochore (V = const)
Wisobaric = P·ΔV = n·R·ΔT, Wisochoric = 0 (since dV = 0) Sous pression constante, le travail est une zone rectangulaire PΔV ; à volume constant, aucun travail n'est effectué
Moteur Thermique Carnot Efficacité Maximale
η = WoutQin = 1 - (QCQH) = 1 - (TCTH) Limite thermodynamique supérieure théorique du rendement de fonctionnement entre les températures T_H et T_C
Coefficient de Performance (Réfrigérateur / Pompe à Chaleur)
COPref = QCW = TCTH - TC, COPhp = QHW = THTH - TC Énergie de sortie de refroidissement ou de chauffage fournie par unité de travail du compresseur mécanique
Conduction thermique (loi de Fourier)
dQdt = k·A·(TH - TC)L Taux de conduction thermique en régime permanent à travers une dalle de conductivité thermique k et d'épaisseur L
Loi de Stefan-Boltzmann du rayonnement thermique
P = e·σ·A·(T⁴ - T₀⁴) Puissance radiative nette rayonnée par un corps gris d'émissivité e dans l'environnement ambiant à T₀
Loi de déplacement de Wien (longueur d'onde maximale)
λmax·T = b = 2.89777 × 10⁻³ m·K La longueur d'onde d'émission maximale du spectre du corps noir est inversement proportionnelle à la température absolue
La loi du refroidissement de Newton
dTdt = -k·(T - Tenv) ⟹ T(t) = Tenv + (T0 - Tenv)·e^(-kt) Le taux de perte de chaleur par convection/rayonnement est proportionnel à l'excès de température par rapport à la température ambiante.
⏳ Chapitre 10 : Mouvements et oscillations harmoniques simples
8 formules Cinématique du SHM, pendule simple, systèmes ressort-masse, ressorts série/parallèle, pendule physique, énergie totale et oscillations amorties
Chapitre 10 : Mouvements et oscillations harmoniques simples
8 formulesCinématique du SHM, pendule simple, systèmes ressort-masse, ressorts série/parallèle, pendule physique, énergie totale et oscillations amorties
Déplacement, vitesse et accélération dans SHM
x = A·sin(ωt + φ), v = dxdt = ω·√A² - x², a = d²xdt² = -ω²·x Cinématique fondamentale du SHM linéaire avec définition de la condition de restauration a ∝ -x
Période de temps du pendule simple (petits angles)
T = 2π·√Lg, f = (12π)·√gL Période du pendule de longueur L dans un champ gravitationnel uniforme g (indépendant de la masse du bob m)
Période de temps de l'oscillateur à ressort-masse
T = 2π·√mk, ω = √km Période d'oscillation de la masse du bloc m sur un ressort sans frottement horizontal ou vertical de raideur k
Combinaisons de ressorts (série et parallèle)
1kseries = 1k₁+1k₂, kparallel = k₁ + k₂ Rigidité de ressort équivalente pour plusieurs ressorts couplés en série ou en parallèle
Période du pendule physique (composé)
T = 2π·√Im·g·d = 2π·√kg² + d²g·d Oscillation d'un corps rigide arbitraire pivoté à une distance d de son centre de masse
Période du pendule de torsion
T = 2π·√Iκ, τ = -κ·θ Oscillation rotationnelle d'un disque supporté par un fil avec une rigidité en torsion constante κ
Énergie mécanique totale en SHM
E = K + U = ½m·v² + ½k·x² = ½k·A² = ½m·ω²·A² L'énergie mécanique totale reste strictement constante, alternant entre formes cinétiques et potentielles
Oscillateur Harmonique Amorti
x(t) = A₀·e^(-γt)·cos(ω't + φ), ω' = √ω₀² - γ², γ = b2m L'amplitude décroît de façon exponentielle avec le facteur d'atténuation d'amortissement γ sous résistance visqueuse F = -bv
🔊 Chapitre 11 : Mouvement des vagues, son et acoustique
9 formules Équation des vagues, vitesse des vagues sur les cordes, vitesse du son dans les fluides/gaz, échelle d'intensité en décibels, ondes stationnaires dans les tuyaux/cordes, battements et effet Doppler
Chapitre 11 : Mouvement des vagues, son et acoustique
9 formulesÉquation des vagues, vitesse des vagues sur les cordes, vitesse du son dans les fluides/gaz, échelle d'intensité en décibels, ondes stationnaires dans les tuyaux/cordes, battements et effet Doppler
Équation d'onde harmonique progressive
y(x, t) = A·sin(k·x ∓ ω·t + φ), k = 2πλ, ω = 2π·f Déplacement transversal ou longitudinal du milieu à la coordonnée x et au temps t (- pour la direction +x)
Relation avec la vitesse des vagues
v = f·λ = ωk = λT Relation de vitesse fondamentale reliant la longueur d'onde spatiale et la fréquence temporelle
Vitesse de l'onde transversale sur une corde tendue
v = √Ttensionμ, μ = mL (Linear mass density) Vitesse de propagation sur une corde tendue régie par la tension T et la masse par unité de longueur μ
Vitesse du son dans les gaz parfaits (formule de Laplace)
vsound = √γ·Pρ = √γ·R·TM Vitesse des ondes acoustiques adiabatiques dans le gaz à température T (~343 m/s dans l'air à 20°C)
Niveau d'intensité sonore (échelle de décibels)
β = 10·log₁₀(II₀), I₀ = 10⁻¹² Wm² Échelle de décibels logarithmique par rapport au seuil d'audition humaine I₀
Ondes stationnaires (corde fixe et tuyau ouvert)
fn = n·(v2L) = n·f₁ (n = 1, 2, 3, 4...) Fréquences harmoniques pour une corde fixée aux deux extrémités ou un tuyau d'orgue ouvert aux deux extrémités (toutes les harmoniques présentes)
Ondes stationnaires dans un tuyau fermé à une extrémité
fn = (2n - 1)·(v4L) (n = 1, 2, 3... ⟹ 1f₁, 3f₁, 5f₁...) Fréquences de résonance dans un tuyau fermé à une extrémité (supporte uniquement les harmoniques impaires : 1ère, 3ème, 5ème...)
Fréquence de battement
fbeat = |f₁ - f₂| Modulation périodique d'intensité constructive/destructrice lorsque deux ondes de fréquences proches se superposent
Effet Doppler pour les ondes sonores
f' = f·[v ± vobserverv ∓ vsource ] Fréquence apparente décalée en raison du mouvement relatif de l'observateur (v_o) et de la source (v_s) à travers le milieu
⚡ Chapitre 12 : Électrostatique et capacité
11 formules Loi de Coulomb, champ électrique, potentiel électrique, dipôle électrique, loi de Gauss, capacité, condensateurs série/parallèle et densité d'énergie de champ
Chapitre 12 : Électrostatique et capacité
11 formulesLoi de Coulomb, champ électrique, potentiel électrique, dipôle électrique, loi de Gauss, capacité, condensateurs série/parallèle et densité d'énergie de champ
Loi de Coulomb sur la force électrostatique
F = (14πε₀)·(|q₁·q₂|r²) = ke·(|q₁·q₂|r²) Attraction ou répulsion électrostatique carrée inverse entre deux charges ponctuelles stationnaires
Champ électrique de charge ponctuelle
E = Fq₀ = (14πε₀)·(qr²)·r̂ Force subie par unité de charge d'essai positive q₀ placée dans un champ électrique
Potentiel électrique et relation avec le champ
V = (14πε₀)·(qr), E = -dVdr = -∇V Travail effectué pour amener la charge de test positive unitaire de l'infini à la distance r sans accélération
Énergie potentielle électrostatique de la paire de charges
U = (14πε₀)·(q₁·q₂)r Énergie stockée dans une configuration de deux charges séparées par la distance r (positive pour les semblables, négative pour les dissemblables)
Moment dipolaire électrique, couple et énergie potentielle
p = q·2a, τ = p × E = p·E·sinθ, U = - p·E = - p·E·cosθ Le vecteur dipolaire pointe de la charge négative à la charge positive ; s'aligne avec le champ externe E
Loi électrostatique de Gauss
ΦE = ∮ E·dA = Qenclosedε₀ Le flux électrique total à travers toute surface gaussienne fermée est égal à la charge fermée divisée par ε₀
Champ électrique de charge de ligne et feuille infinie
Eline = λ2πε₀·r, Esheet = σ2ε₀, Econd = σε₀ Dérivé de la loi de Gauss pour la densité de charge linéaire uniforme λ et la densité de charge de surface σ
Capacité du condensateur à plaques parallèles
C = κ·ε₀·Ad Capacité proportionnelle à la surface de la plaque A et à la constante diélectrique κ ; inversement proportionnel à la séparation d
Condensateurs en combinaisons série et parallèle
1Cseries = 1C₁+1C₂+ ..., Cparallel = C₁ + C₂ + ... En série : la charge Q est identique sur tous les condensateurs ; en parallèle : la tension V est identique
Énergie électrostatique stockée dans un condensateur
U = ½·C·V² = Q²2C = ½·Q·V Énergie stockée dans le champ électrique entre les plaques du condensateur chargée à la différence de potentiel V
Densité énergétique du champ électrique
uE = ½·ε₀·E² Énergie électrostatique stockée par unité de volume d'espace occupé par le champ électrique E
🔌 Chapitre 13 : Circuits électriques et continus actuels
9 formules Vitesse de dérive, loi d'Ohm, résistivité, dépendance à la température, lois de Kirchhoff (KCL/KVL), pont de Wheatstone, résistance interne et circuits RC
Chapitre 13 : Circuits électriques et continus actuels
9 formulesVitesse de dérive, loi d'Ohm, résistivité, dépendance à la température, lois de Kirchhoff (KCL/KVL), pont de Wheatstone, résistance interne et circuits RC
Courant électrique et vitesse de dérive
I = n·e·A·vd, vd = e·E·τm Relie le courant macroscopique I à la vitesse de dérive des électrons microscopiques v_d et au temps de relaxation τ
Densité de courant et loi d'Ohm microscopique
j = IA = σ·E = Eρ, σ = 1ρ = n·e²·τm Forme vectorielle de la loi d'Ohm reliant la densité de courant j au champ électrique E et à la conductivité σ
Résistance, résistivité et coefficient de température
R = ρ·(LA), R(T) = R₀·[1 + α·(T - T₀)] Échelles de résistance avec longueur et température ; inversement avec la section transversale A
Loi d'Ohm et dissipation de l'énergie électrique
V = I·R, P = V·I = I²·R = V²R, H = I²·R·t Loi de chauffage de Joule : puissance électrique dissipée sous forme de chaleur dans une résistance R
Résistances en série et parallèle
Rseries = R₁ + R₂ + ...,1Rparallel = 1R₁+1R₂+ ... Règles de résistance équivalentes pour combiner les éléments du réseau
Force électromotrice cellulaire et résistance interne
V = Eemf - I·r, I = EemfR + r La tension aux bornes V est inférieure à la FEM ℰ en circuit ouvert en raison de la résistance interne r pendant la décharge
Lois de courant et de tension de Kirchhoff (KCL et KVL)
KCL (Junction): ∑ Iin = ∑ Iout, KVL (Loop): ∑ ΔV = ∑ Eemf - ∑ I·R = 0 KCL représente la conservation de charge ; KVL représente la conservation de l'énergie électrostatique en boucles fermées
État d’équilibre du pont de Wheatstone
R₁R₂ = R₃R₄ ⟹ Igalvanometer = 0 Utilisé dans le pont de compteur et la boîte postale pour une mesure précise d'une résistance inconnue
Transitoire de charge et de décharge du circuit RC
Charging: q(t) = Q₀·(1 - e^(-tRC)), Discharging: q(t) = Q₀·e^(-tRC), τ = R·C Le condensateur se charge à 63,2 % du Q₀ maximum en une seule fois constante de temps τ = RC (décharge à 36,8 %)
🧲 Chapitre 14 : Magnétisme, force de Biot-Savart et de Lorentz
10 formules Force de Lorentz magnétique, force du fil actuel, rayon du cyclotron, loi de Biot-Savart, champ du fil droit, solénoïde/toroïde, courants parallèles et couple dipolaire magnétique
Chapitre 14 : Magnétisme, force de Biot-Savart et de Lorentz
10 formulesForce de Lorentz magnétique, force du fil actuel, rayon du cyclotron, loi de Biot-Savart, champ du fil droit, solénoïde/toroïde, courants parallèles et couple dipolaire magnétique
Force de Lorentz magnétique sur une charge mobile
FB = q·(v × B) = q·v·B·sinθ Force de déviation perpendiculaire agissant sur une charge en mouvement dans un champ magnétique (zéro travail effectué)
Force de Lorentz totale combinée (champs E + B)
Ftotal = q·(E + v × B) Force superposée dans des champs électriques et magnétiques simultanés (sélecteur de vitesse : v = E/B)
Force magnétique sur le conducteur porteur de courant
F = I·(L × B) = I·L·B·sinθ Force exercée sur un fil droit de longueur L parcouru par un courant I placé dans un champ uniforme B
Rayon et fréquence de l’orbite du cyclotron
r = m·vq·B, f = q·B2π·m, T = 2π·mq·B Paramètres d'orbite hélicoïdale/circulaire de particules chargées dans un champ magnétique transversal (la fréquence est indépendante de la vitesse)
Loi de Biot-Savart de la magnétostatique
dB = (μ₀4π)·[I·dl × r̂r²] = μ₀·I·dl·sinθ4π·r² Champ magnétique infinitésimal généré par l'élément actuel I dl à la distance r
Champ magnétique d'un fil long et droit
B = μ₀·I2π·r Champ magnétique circulaire concentrique à une distance radiale r d'un fil droit infiniment long
Champ magnétique de la boucle circulaire (centre et axe)
Bcenter = μ₀·N·I2R, Baxis = μ₀·N·I·R²[2·(R² + x²)^(32)] Champ magnétique produit par une bobine circulaire de N tours de rayon R à distance x le long de l'axe
Loi circuitique et champ solénoïde d'Ampère
∮ B·dl = μ₀·Iencl, Bsolenoid = μ₀·n·I (n = NL) Champ magnétique axial interne uniforme à l'intérieur d'un solénoïde étroitement enroulé avec n tours par unité de longueur
Force entre deux fils porteurs de courant parallèles
FL = μ₀·I₁·I₂2π·d Force attractive pour les courants parallèles dans la même direction ; répulsif pour les courants antiparallèles (définition SI Ampere)
Moment dipolaire magnétique et couple sur la boucle de courant
M = N·I·A, τ = M × B = N·I·A·B·sinθ, U = - M·B Principe de fonctionnement du galvanomètre à bobine mobile, des moteurs à courant continu et des moments magnétiques atomiques
⚡ Chapitre 15 : Circuits d'induction électromagnétique et de courant alternatif
10 formules Loi de Faraday, loi de Lenz, force électromagnétique de mouvement, inductance propre/mutuelle, densité d'énergie magnétique, valeurs RMS, impédance dans les circuits LCR, résonance et transformateurs
Chapitre 15 : Circuits d'induction électromagnétique et de courant alternatif
10 formulesLoi de Faraday, loi de Lenz, force électromagnétique de mouvement, inductance propre/mutuelle, densité d'énergie magnétique, valeurs RMS, impédance dans les circuits LCR, résonance et transformateurs
Loi de Faraday sur l'induction électromagnétique et loi de Lenz
Eind = - N·(dΦBdt), ΦB = B·A = B·A·cosθ La force électromotrice induite est égale au taux temporel négatif de changement du flux magnétique à travers la boucle (Lenz s'oppose à la cause)
EMF motionnel dans le conducteur en mouvement
Emotional = B·L·v·sinθ FEM induite aux extrémités d'une tige conductrice de longueur L se déplaçant à la vitesse v à travers le champ B
Auto-inductance et inductance mutuelle
Eself = - L·(dIdt), Emutual = - M·(dI₁dt), Lsolenoid = μ₀·n²·A·l Opposition au changement de courant dans une bobine (auto) ou une bobine adjacente couplée (mutuelle)
Énergie magnétique dans l'inducteur et densité d'énergie
UB = ½·L·I², uB = B²2μ₀ Énergie potentielle stockée dans le champ magnétique établi à l'intérieur d'un inducteur sous tension
Valeurs efficaces et maximales du courant/tension alternatif
Vrms = V₀√2 ≈ 0.707 V₀, Irms = I₀√2 ≈ 0.707 I₀ Pouvoir calorifique DC équivalent effectif pour tension et courant alternatifs sinusoïdaux
Réactance inductive et capacitive
XL = ω·L = 2π·f·L, XC = 1ω·C = 12π·f·C Opposition CA dépendant de la fréquence au flux de courant offert par les inductances et les condensateurs
Impédance et angle de phase du circuit série LCR
Z = √[ R² + (XL - XC)² ], tanφ = XL - XCR Vecteur d'opposition d'impédance électrique CA total combiné dans les circuits R-L-C en série
Fréquence de résonance et facteur de qualité Q du circuit LCR
f₀ = 12π·√L·C, Q = ω₀·LR = (1R)·√LC Condition de résonance X_L = X_C où l'impédance du circuit atteint le minimum absolu Z = R et le courant est maximisé
Puissance réelle CA et facteur de puissance
Pavg = Vrms·Irms·cosφ, Power Factor: cosφ = RZ Puissance réelle consommée en watts (les circuits réactifs purs avec cosφ = 0 consomment une puissance sans watts moyenne nulle)
Rapport de transformation et efficacité du transformateur
VsVp = NsNp = IpIs = k, η = PoutPin = Vs·IsVp·Ip Transformation mutuelle de tension alternative élévatrice (k > 1) ou abaisseuse (k < 1) préservant la puissance
⚛️ Chapitre 16 : Optique, physique quantique et nucléaire moderne
12 formules Équations miroir/lentille, loi de Snell, double fente de Young, effet photoélectrique, ondes de matière de Broglie, atome de Bohr, désintégration radioactive et relativité masse-énergie
Chapitre 16 : Optique, physique quantique et nucléaire moderne
12 formulesÉquations miroir/lentille, loi de Snell, double fente de Young, effet photoélectrique, ondes de matière de Broglie, atome de Bohr, désintégration radioactive et relativité masse-énergie
Formule de miroir sphérique et grossissement
1f = 1v+1u, m = -vu = hiho Relie la distance focale f, la distance de l'image v et la distance de l'objet u avec la convention de signe cartésienne standard
Loi de Snell sur la réfraction et la réflexion interne totale
n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂, sin(θc) = n₂n₁ (for n₁ > n₂) Courbure du rayon lumineux à travers les limites optiques et l'angle critique θ_c pour une réflexion interne complète
Formule de Lens Maker et équation de lentille mince
1f = (n - 1)·(1R₁-1R₂),1f = 1v-1u, P = 1f(m) Calcule la puissance optique P en dioptries (D = m⁻¹) à partir de l'indice de réfraction n et des rayons de courbure R₁, R₂
Largeur de frange d'interférence à double fente de Young
β = λ·Dd, yn(bright) = n·(λ·Dd), yn(dark) = (2n - 1)·(λ·D2d) Espacement spatial des franges β entre des franges d'interférence consécutives sur un écran à la distance D
L'équation photoélectrique d'Einstein
Ephoton = h·f = Φ₀ + Kmax = h·f₀ + e·Vs L'énergie photonique hf surmonte la fonction de travail du métal Φ₀ et confère une énergie cinétique maximale K_max
De Broglie Longueur d'onde des ondes de matière
λ = hp = hm·v = h√2m·K = h√2m·q·V Dualité onde-particule : chaque particule en mouvement est associée à une longueur d'onde quantique de Broglie
Modèle atomique de l'hydrogène de Bohr (énergie et rayon)
rn = n²·h²·ε₀π·m·e² = 0.529·n² Å, En = -13.6n² eV Rayons orbitaux électroniques quantifiés r_n et états d'énergie stationnaires liés E_n pour les atomes de type hydrogène
Formule de Rydberg pour la série spectrale de l'hydrogène
1λ = RH·[1n₁²-1n₂²] (Lyman n₁ = 1, Balmer n₁ = 2, Paschen n₁ = 3) Calcule les longueurs d'onde des raies spectrales d'émission/absorption dans les transitions atomiques (n₂ > n₁)
Défaut de masse et énergie de liaison nucléaire
Δm = [Z·mp + (A - Z)·mn] - Mnucleus, Eb = Δm·c² = Δm(amu) × 931.5 MeV Énergie nécessaire pour démanteler un noyau atomique en protons et neutrons constitutifs individuels
Loi de désintégration radioactive et demi-vie
N(t) = N₀·e^(-λt), Thalf = ln(2)λ ≈ 0.693λ, A = λ·N Taux de désintégration statistique des radionucléides instables (Activité mesurée en Becquerels Bq = désintégrations/s)
L'équivalence masse-énergie et l'énergie relativiste d'Einstein
E = m·c² = γ·m₀·c², E² = (p·c)² + (m₀·c²)² Relation énergétique invariante à quatre impulsions reliant l'énergie relativiste totale E, l'impulsion p et la masse au repos m₀
Dilatation relativiste du temps et contraction de la longueur
Δt = γ·Δt₀ = Δt₀√1 -v²c², L = L₀γ = L₀·√1 -v²c² Les horloges en mouvement fonctionnent plus lentement (dilatation du temps) ; les tiges mobiles sont raccourcies dans le sens du mouvement (contraction de la longueur)
Suite Complète de Chimie
Lois des gaz parfaits/réels, thermodynamique chimique, cinétique, constantes d'équilibre, équation de Nernst, pH et désintégration nucléaire.
🧪 Chapitre 1 : Concept de taupe, termes de stœchiométrie et de concentration
10 formules Conversions quantitatives masse-mole, relation d'Avogadro, molarité, molalité, normalité, ppm et rendements de réaction
Chapitre 1 : Concept de taupe, termes de stœchiométrie et de concentration
10 formulesConversions quantitatives masse-mole, relation d'Avogadro, molarité, molalité, normalité, ppm et rendements de réaction
Concept de taupe, masse d'échantillon et nombre de particules
n = mM = NNA Relation fondamentale de conversion entre la masse de l'échantillon, les taupes et les particules élémentaires
Volume molaire de gaz à STP
V = n·Vm = n·22.414 L Volume occupé par une mole de tout gaz parfait à température et pression standard
Molarité (Concentration molaire)
M = nsoluteVsolution = wB × 1000MB × VmL Nombre de moles de soluté dissous par litre de volume de solution
Molalité (concentration indépendante de la température)
m = nsoluteWsolvent = wB × 1000MB × WA Moles de soluté par kilogramme de solvant pur ; ne varie pas avec les changements de température thermique
Normalité et poids équivalent
N = wB × 1000EB × VmL = M·nfactor Concentration équivalente en grammes par litre ; Le facteur n représente l'acidité, la basicité ou le changement de valence
Loi de fraction taupe et de sommation
XA = nAnA + nB, XA + XB = 1 Rapport sans dimension des moles de composants aux moles de solution totale
Pourcentage de masse (% p/p) et parties par million (ppm)
%(ww) = (wsolutewtotal) × 100, ppm = (wsolutewtotal) × 10⁶ Mesures de concentration en traces largement utilisées dans les analyses de l'eau et l'analyse atmosphérique
Formule de dilution de solution volumétrique
M₁·V₁ = M₂·V₂, N₁·V₁ = N₂·V₂ Conservation des moles de soluté pendant la dilution du solvant du volume initial au volume final
Rendement en pourcentage de la réaction chimique
% Yield = (Actual YieldTheoretical Yield) × 100 Rapport du produit obtenu expérimentalement au maximum stoechiométrique du réactif limitant
Multiplicateur de formule empirique à moléculaire
n = MmolecularMempirical, Molecular Formula = (Empirical Formula)n Multiplicateur entier mettant à l'échelle le rapport atomique de nombre entier le plus simple par rapport à la formule moléculaire réelle
⚛️ Chapitre 2 : Structure atomique, mécanique quantique et radioactivité
8 formules Orbites du modèle de Bohr, transitions spectrales de Rydberg, dualité onde-particule de Broglie, principe de Heisenberg et cinétique de désintégration
Chapitre 2 : Structure atomique, mécanique quantique et radioactivité
8 formulesOrbites du modèle de Bohr, transitions spectrales de Rydberg, dualité onde-particule de Broglie, principe de Heisenberg et cinétique de désintégration
Relation énergétique des photons de Planck-Einstein
E = h·ν = h·cλ = h·c·νbar Énergie quantifiée transportée par un photon électromagnétique de fréquence ν et de longueur d'onde λ
Rayon de l'orbite atomique de type hydrogène de Bohr
rn = n²·h²·ε₀π·m·Z·e² = 0.529·(n²Z) Å Rayon orbital quantifié des atomes d'hydrogène de numéro atomique nucléaire Z
Niveaux d'énergie électroniques Bohr
En = -13.6·(Z²n²) eV = -2.18 × 10⁻¹⁸·(Z²n²) J Énergie de liaison totale quantifiée de l'électron lié dans la n-ième couche principale
Équation du spectre d'émission de Rydberg
1λ = RH·Z²·(1n₁²-1n₂²) Prédit les longueurs d'onde de transition spectrale (Lyman n₁=1, Balmer n₁=2, Paschen n₁=3, Brackett n₁=4, Pfund n₁=5)
Longueur d'onde de la matière de Broglie
λ = hp = hm·v = h√2·m·Ek = h√2·m·q·V Dualité onde-particule montrant que les particules en mouvement présentent une longueur d'onde inversement proportionnelle à l'impulsion
Le principe d'incertitude de Heisenberg
Δx·Δp ≥ h4π, ΔE·Δt ≥ h4π Limite quantique fondamentale sur la précision simultanée de la position et de l'élan conjugué
L'équation de l'énergie cinétique photoélectrique d'Einstein
h·ν = Φ + Kmax = h·ν₀ + ½·m·vmax² Conservation de l'énergie pendant l'absorption de photons et l'émission de photoélectrons
Loi sur la désintégration radioactive nucléaire et demi-vie
N(t) = N₀·e^(-λ·t), t½ = ln(2)λ = 0.693λ Taux de désintégration nucléaire spontanée de premier ordre et demi-vie radioactive
💨 Chapitre 3 : État gazeux et théorie moléculaire cinétique
8 formules Relations des gaz parfaits, pressions partielles de Dalton, épanchement de Graham, vitesses moléculaires et gaz réels de Van der Waals
Chapitre 3 : État gazeux et théorie moléculaire cinétique
8 formulesRelations des gaz parfaits, pressions partielles de Dalton, épanchement de Graham, vitesses moléculaires et gaz réels de Van der Waals
Loi des gaz parfaits et relation entre la densité du gaz
P·V = n·R·T, P·M = ρ·R·T Équation d'état du gaz parfait reliant la pression, le volume, la température et la densité
Droit combiné des gaz (Boyle, Charles, Gay-Lussac)
P₁·V₁T₁ = P₂·V₂T₂ Unifie les lois sur les gaz de Boyle (PV=k), Charles (V/T=k) et Gay-Lussac (P/T=k)
Loi des pressions partielles de Dalton
Ptotal = PA + PB + PC, PA = XA·Ptotal La pression totale dans un mélange gazeux non réactif est égale à la somme des pressions partielles individuelles
Loi de Graham de diffusion et d'épanchement
r₁r₂ = √M₂M₁ = √ρ₂ρ₁ = V₁t₁V₂t₂ Le taux d’épanchement/diffusion de gaz à travers un trou d’épingle poreux est inversement proportionnel à la racine carrée de la masse molaire
RMS, vitesses moléculaires moyennes et les plus probables
urms = √3RTM, uavg = √8RTπM, ump = √2RTM Rapports de vitesse de distribution Maxwell-Boltzmann : u_mp : u_avg : u_rms = 1 : 1,128 : 1,224 = √2 : √(8/π) : √3
Énergie du gaz cinétique et énergie cinétique moyenne
Ek,total = (32)·n·R·T, Ek,molecule = (32)·kB·T Énergie cinétique de translation totale et par molécule dépendant uniquement de la température absolue
Équation de Van der Waals pour les gaz réels
(P +a·n²V²)·(V - n·b) = n·R·T Corrige la loi des gaz parfaits pour les forces d'attraction intermoléculaires (a) et le volume moléculaire fini exclu (b)
Facteur de compressibilité et constantes critiques
Z = P·VmR·T, Tc = 8a27Rb, Pc = a27b², Vc = 3b Mesure l’écart par rapport au comportement idéal (Z=1). Au-dessus de la température critique T_c, le gaz ne peut pas être liquéfié
🔥 Chapitre 4 : Thermodynamique chimique et thermochimie
9 formules Première loi, loi de Hess, énergies de liaison, changements d'entropie, énergie libre de Gibbs et couplage d'équilibre
Chapitre 4 : Thermodynamique chimique et thermochimie
9 formulesPremière loi, loi de Hess, énergies de liaison, changements d'entropie, énergie libre de Gibbs et couplage d'équilibre
Première loi de la thermodynamique et des travaux d'expansion
ΔU = q + w, w = -Pext·ΔV = -∫ Pext dV Convention IUPAC : le travail effectué sur le système est positif (+), le travail effectué par le système est négatif (-)
Travail isotherme réversible du gaz parfait
wrev = -n·R·T·ln(V₂V₁) = -2.303·n·R·T·log(P₁P₂) Travail thermodynamique maximal possible obtenu lors d'une lente expansion isotherme quasi-statique
Définition de l'enthalpie et relation entre les taupes gazeuses
H = U + P·V ⟹ ΔH = ΔU + Δng·R·T Relie la chaleur de réaction à pression constante (ΔH = q_p) et à volume constant (ΔU = q_v)
Capacités thermiques molaires et relation de Mayer
Cp - Cv = R, γ = CpCv, ΔH = n·Cp·ΔT, ΔU = n·Cv·ΔT Relations de capacité thermique spécifique pour les gaz monoatomiques (γ=1,66), diatomiques (γ=1,40) et polyatomiques
Enthalpie standard de réaction des enthalpies de formation
ΔHrxn° = ∑ νp·ΔHf°(products) - ∑ νr·ΔHf°(reactants) Calcule l'enthalpie de réaction standard (ΔH_f° des éléments purs dans les états standard est nul)
Enthalpie de réaction des énergies de dissociation des liaisons
ΔHrxn = ∑ Bond Energy(broken in reactants) - ∑ Bond Energy(formed in products) Rapproche les enthalpies de réaction gazeuse à partir des énergies moyennes de dissociation des liaisons covalentes
Loi température-enthalpie de Kirchhoff
ΔHT2 = ΔHT1 + ΔCp·(T₂ - T₁) Évalue la chaleur de réaction à différentes températures lorsque les capacités thermiques sont connues
Critère d’énergie libre et de spontanéité de Gibbs
ΔG = ΔH - T·ΔS Détermine la direction de la réaction thermodynamique à température et pression constantes
Énergie libre standard et couplage constant d'équilibre
ΔG° = -R·T·ln(Keq) = -2.303·R·T·log(Keq) Lien fondamental reliant les potentiels thermodynamiques chimiques aux constantes d’équilibre macroscopiques
⚖️ Chapitre 5 : Équilibre chimique et principe de Le Chatelier
5 formules Loi d'action de masse, relations Kc et Kp, quotient de réaction Q, degré de dissociation et équation de Van t Hoff
Chapitre 5 : Équilibre chimique et principe de Le Chatelier
5 formulesLoi d'action de masse, relations Kc et Kp, quotient de réaction Q, degré de dissociation et équation de Van t Hoff
Loi des constantes d'équilibre d'action de masse (Kc et Kp)
Kc = [C]^c·[D]^d[A]^a·[B]^b, Kp = PC^c·PD^dPA^a·PB^b Rapport des concentrations de produits aux concentrations de réactifs élevé aux puissances stoechiométriques à l'équilibre
Relation entre Kp et Kc
Kp = Kc·(R·T)^(Δng) Relie les constantes d'équilibre de pression et de concentration ; si Δn_g = 0, alors K_p = K_c
Quotient de réaction (Q) et critère de direction
Qc = [C]^c·[D]^d[A]^a·[B]^b Calcule le rapport instantané hors équilibre pour prédire la direction spontanée vers l'équilibre
Isochore d'équilibre de température de Van 't Hoff
ln(K₂K₁) = (ΔH°R)·(1T₁-1T₂) Prédit les changements de constante d'équilibre avec la température (K augmente avec T pour ΔH endothermique > 0)
Degré de dissociation (α) de la densité de vapeur
α = D - d(n - 1)·d = Mtheoretical - Mobserved(n - 1)·Mobserved Fraction de molécules initiales dissociées à l'équilibre où n représente le nombre de moles de produits par mole de réactif
🧪 Chapitre 6 : Équilibre ionique, acides, bases et tampons
6 formules Dilution d'Ostwald, échelles de pH, équations de tampon Henderson-Hasselbalch, hydrolyse du sel et produit de solubilité Ksp
Chapitre 6 : Équilibre ionique, acides, bases et tampons
6 formulesDilution d'Ostwald, échelles de pH, équations de tampon Henderson-Hasselbalch, hydrolyse du sel et produit de solubilité Ksp
Loi de dilution d'Ostwald pour les électrolytes faibles
Ka = C·α²1 - α ≈ C·α² ⟹ α = √KaC Valable pour les acides/bases faibles lorsque la fraction de dissociation α << 1
Autoionisation de l'eau et échelle pH-pOH
Kw = [H⁺]·[OH⁻] = 1.0 × 10⁻¹⁴, pH + pOH = pKw = 14 Échelles logarithmiques fondamentales : pH = -log₁₀[H⁺] et pOH = -log₁₀[OH⁻]
Équation de Henderson-Hasselbalch (tampon acide)
pH = pKa + log₁₀([Conjugate Base][Weak Acid]) = pKa + log₁₀([Salt][Acid]) Calcule le pH d'un mélange tampon acide (par exemple CH₃COOH + CH₃COONa)
Équation de Henderson-Hasselbalch (tampon de base)
pOH = pKb + log₁₀([Conjugate Acid][Weak Base]), pH = 14 - pOH Calcule le pOH et le pH d'une solution tampon basique (par exemple NH₄OH + NH₄Cl)
Formules de pH pour l'hydrolyse du sel
WA-SB: pH = 7 + ½pKa + ½log(C), SA-WB: pH = 7 - ½pKb - ½log(C), WA-WB: pH = 7 + ½pKa - ½pKb Calcule le pH résultant de l'hydrolyse cationique/anionique de sels d'acide faible et de base faible
Constante du produit de solubilité (Ksp) et solubilité molaire (S)
Ax By ⇌ x A^(y+) + y B^(x-) ⟹ Ksp = x^x·y^y·S^(x+y) Constante d'équilibre pour les sels peu solubles (sel 1:1 : K_sp = S² ; sel 1:2 : K_sp = 4S³ ; sel 1:3 : K_sp = 27S⁴)
⏱️ Chapitre 7 : Cinétique chimique et dynamique des réactions
6 formules Lois de taux différentielles et intégrées, équations de demi-vie, énergie d'activation d'Arrhenius et théorie des collisions
Chapitre 7 : Cinétique chimique et dynamique des réactions
6 formulesLois de taux différentielles et intégrées, équations de demi-vie, énergie d'activation d'Arrhenius et théorie des collisions
Taux de réaction général et expression de la loi du taux
Rate = -(1a)·(d[A]dt) = (1c)·(d[C]dt) = k·[A]^m·[B]^n Ordre de réaction global = m + n ; la constante de taux k a des unités de (mol/L)^(1-n) · s⁻¹
Loi de taux intégrée d'ordre zéro et demi-vie
[A] = [A]₀ - k·t, t½ = [A]₀2k Le taux est indépendant de la concentration du réactif ; la demi-vie est directement proportionnelle à la concentration initiale
Loi de taux intégrée de premier ordre et demi-vie
k = (2.303t)·log([A]₀[A]), [A] = [A]₀·e^(-k·t), t½ = ln(2)k = 0.693k La demi-vie de premier ordre est strictement indépendante de la concentration initiale du réactif
Loi de taux intégrée de second ordre et demi-vie
1[A] = 1[A]₀ + k·t, t½ = 1k·[A]₀ La demi-vie est inversement proportionnelle à la concentration initiale du réactif
Équation taux-température d'Arrhenius
k = A·e^(-EaR·T) ⟹ ln(k) = ln(A) -EaR·T Quantifie l'accélération exponentielle du taux avec la barrière de température et d'énergie d'activation
Formule du rapport d'Arrhénius à deux températures
log(k₂k₁) = (Ea2.303·R)·(T₂ - T₁T₁·T₂) Calcule l'énergie d'activation E_a à partir des constantes de taux mesurées à deux températures distinctes
⚡ Chapitre 8 : Électrochimie et cellules galvaniques
6 formules Potentiels EMF standard, équation de Nernst, travail électrique de Gibbs, conductivité de Kohlrausch et lois d'électrolyse de Faraday
Chapitre 8 : Électrochimie et cellules galvaniques
6 formulesPotentiels EMF standard, équation de Nernst, travail électrique de Gibbs, conductivité de Kohlrausch et lois d'électrolyse de Faraday
Potentiel cellulaire standard (CEM)
Ecell° = Ecathode° - Eanode° = Ereduction(RHE)° - Ereduction(LHE)° Force électromotrice dans des conditions standard (concentrations 1 M, pression de gaz 1 atm, 298 K)
Équation de Nernst à 298 K (25°C)
Ecell = Ecell° - (0.0591n)·log₁₀(Q) Calcule le potentiel de cellule électrochimique non standard pour les activités de réactif/produit non unitaires
Énergie gratuite Gibbs et potentiel de cellule standard
ΔG° = -n·F·Ecell°, Ecell° = (0.0591n)·log₁₀(Kc) Relie le potentiel de cellule électrochimique standard à un travail électrique et à un équilibre maximum sans expansion
Conductivité électrolytique spécifique et molaire
κ = G·(lA) = (1R)·G*, Λm = κ × 1000M Conductivité molaire par mole d'électrolyte (unités : S·cm²·mol⁻¹)
Loi de Kohlrausch sur la migration indépendante des ions
Λm° = ν₊·λ₊° + ν₋·λ₋°, α = ΛmΛm° À dilution infinie, chaque ion contribue indépendamment à la conductance molaire ; détermine la faible dissociation électrolytique α
Les lois de Faraday sur l'électrolyse
m = Z·I·t = M·I·tn·F,m₁E₁ = m₂E₂ La masse déposée ou libérée au niveau d'une électrode est proportionnelle à la charge Q (constante de Faraday F = 96485 C/mol)
💧 Chapitre 9 : Solutions et propriétés colligatives
6 formules Loi de Raoult sur la pression de vapeur, l'élévation du point d'ébullition, la dépression de congélation, la pression osmotique et le facteur de Van t Hoff
Chapitre 9 : Solutions et propriétés colligatives
6 formulesLoi de Raoult sur la pression de vapeur, l'élévation du point d'ébullition, la dépression de congélation, la pression osmotique et le facteur de Van t Hoff
Loi de Raoult et abaissement relatif de la pression de vapeur
PA = XA·PA°,PA° - PAPA° = XB = nBnA + nB La diminution de la pression de vapeur relative est égale à la fraction molaire du soluté non volatil
Élévation du point d'ébullition (ébullioscopie)
ΔTb = i·Kb·m = i·(Kb × wB × 1000MB × wA) La constante ébullioscopique K_b dépend uniquement de la nature du solvant : K_b = (R·T_b²·M_solvant) / (1000·ΔH_vap)
Dépression du point de congélation (cryoscopie)
ΔTf = i·Kf·m = i·(Kf × wB × 1000MB × wA) Constante cryoscopique K_f : K_f = (R·T_f²·M_solvant) / (1000·ΔH_fus) (1,86 K·kg/mol pour l'eau)
Loi de Van 't Hoff sur la pression osmotique
Π = i·C·R·T = i·(nBV)·R·T = i·(wB·R·T)MB·V Pression hydrostatique requise pour empêcher complètement l'osmose du solvant à travers la membrane semi-perméable
Facteur Van 't Hoff (i) pour la dissociation et l'association
i = 1 + (n - 1)·αdiss, i = 1 + (1n- 1)·αassoc Rend compte des masses moléculaires anormales dues à l'ionisation de l'électrolyte ou à la dimérisation en solution
Loi de Henry sur la solubilité des gaz dans les liquides
pgas = KH·Xgas, mgas = kH·pgas Le gaz dissous dans le liquide est directement proportionnel à la pression partielle au-dessus du liquide (K_H augmente avec T)
🧊 Chapitre 10 : État solide et cristallographie
4 formules Densité de cellule unitaire, géométries de cristaux cubiques (SC, BCC, FCC), règles de rapport de rayon et diffraction des rayons X de Bragg
Chapitre 10 : État solide et cristallographie
4 formulesDensité de cellule unitaire, géométries de cristaux cubiques (SC, BCC, FCC), règles de rapport de rayon et diffraction des rayons X de Bragg
Formule de densité cristalline unitaire
ρ = z·Ma³·NA Densité de masse cristalline théorique à partir de la longueur du bord du réseau a et du nombre effectif d'atomes z
Géométries de treillis cubiques et efficacités de conditionnement
SC: r = a2 (52.4%), BCC: r = (√34)·a (68.0%), FCC: r = a2√2 (74.0%) Relations géométriques entre le rayon atomique r, la longueur du bord a et l'efficacité du remplissage de l'espace
Règles de rapport de rayon limite et géométrie de coordination
Linear: <0.155 (CN 2), Triangular: 0.155-0.225 (CN 3), Tetrahedral: 0.225-0.414 (CN 4), Octahedral: 0.414-0.732 (CN 6), Cubic: 0.732-1.000 (CN 8) Prédit le nombre de coordination des cristaux ioniques (CN) et la géométrie interstitielle à partir du rapport rayon cation/anion
Loi de Bragg sur la diffraction des rayons X
n·λ = 2·d·sin(θ) Condition d'interférence constructive pour les rayons X monochromatiques diffusés par des plans de réseau cristallin espacés d
🧲 Chapitre 11 : Chimie de surface et état colloïdal
3 formules Isothermes d'adsorption de Freundlich et Langmuir, règle de Hardy-Schulze et potentiel zêta
Chapitre 11 : Chimie de surface et état colloïdal
3 formulesIsothermes d'adsorption de Freundlich et Langmuir, règle de Hardy-Schulze et potentiel zêta
Isotherme d'adsorption de Freundlich
xm = k·P^(1n) ⟹ log(xm) = log(k) + (1n)·log(P) Modèle empirique pour l'adsorption de gaz sur une surface adsorbante solide sur des plages de pression modérées
Isotherme d'adsorption monocouche de Langmuir
xm = a·P1 + b·P ⟹ Pxm = 1a+ (ba)·P Modèle théorique supposant une couverture de surface monocouche homogène et des sites identiques localisés
Règle de Hardy-Schulze pour la coagulation colloïdale
Coagulating Power ∝ (Valency of Oppositely Charged Ion)⁴ Le pouvoir de coagulation d'un ion électrolytique augmente considérablement avec sa valence de charge z
🔗 Chapitre 12 : Liaison chimique et structure moléculaire
5 formules Moments dipolaires, caractère ionique de Pauling, ordre des liaisons orbitales moléculaires, charges formelles et moments magnétiques de spin uniquement
Chapitre 12 : Liaison chimique et structure moléculaire
5 formulesMoments dipolaires, caractère ionique de Pauling, ordre des liaisons orbitales moléculaires, charges formelles et moments magnétiques de spin uniquement
Moment dipolaire électrique (Debye)
μ = q·d, 1 Debye (D) = 3.33564 × 10⁻³⁰ C·m = 10⁻¹⁸ esu·cm Quantifie la polarité électrique moléculaire de la séparation des charges q sur la distance de liaison d
Caractère ionique en pourcentage de Pauling
% Ionic = 16·|χA - χB| + 3.5·(χA - χB)² Estimation du pourcentage de caractère ionique d'une liaison covalente à partir de la différence d'électronégativité Δχ
Ordre d’obligations orbitales moléculaires (MO)
Bond Order = ½·(Nb - Na) Stabilité de liaison nette : Ordre de liaison > 0 indique une molécule stable ; un ordre de liaison plus élevé signifie une longueur de liaison plus courte et une énergie de liaison plus élevée
Charge formelle sur l'atome de structure de Lewis
FC = V - Nlone - ½·Nbonding Comptabilité des électrons de valence pour déterminer la structure de Lewis de résonance la plus stable
Moment magnétique de rotation uniquement des ions métalliques de transition
μs = √n·(n + 2) BM Calcule le moment magnétique paramagnétique à partir du nombre d'électrons d non appariés n (n=1 : 1,73 BM, n=2 : 2,83 BM, n=3 : 3,87 BM, n=4 : 4,90 BM, n=5 : 5,92 BM)
⚗️ Chapitre 13 : Réactions redox et titrages volumétriques
3 formules Nombres d'oxydation, poids équivalents, neutralisation redox et stœchiométrie de disproportion
Chapitre 13 : Réactions redox et titrages volumétriques
3 formulesNombres d'oxydation, poids équivalents, neutralisation redox et stœchiométrie de disproportion
Poids équivalent d'agents oxydants et réducteurs
E = Molar MassNumber of electrons gained or lost per molecule Exemple : KMnO₄ en milieu acide (n=5) E = M/5 ; en milieu neutre (n=3) E = M/3 ; en milieu basique (n=1) E = M/1
Loi des équivalents chimiques et loi du titrage
N₁·V₁ = N₂·V₂ ⟹ n₁·M₁·V₁ = n₂·M₂·V₂ Au point d'équivalence stœchiométrique, les équivalents du titrant sont égaux aux équivalents de l'analyte
Poids équivalent dans les réactions de disproportion
Etotal = Eoxidation + Ereduction = Mn₁+Mn₂ Pour les réactions redox où le même élément chimique subit simultanément une oxydation et une réduction
🌿 Chapitre 14 : Principes de chimie organique et stéréochimie
4 formules Indice de carence en hydrogène (IHD), rotation optique spécifique, excès énantiomérique et équation de Hammett
Chapitre 14 : Principes de chimie organique et stéréochimie
4 formulesIndice de carence en hydrogène (IHD), rotation optique spécifique, excès énantiomérique et équation de Hammett
Indice de carence en hydrogène (degré d'insaturation)
IHD = C + 1 - (H2) - (X2) + (N2) Détermine le nombre total de cycles et de liaisons π (double liaison = 1, triple liaison = 2, cycle benzénique = 4)
Loi de rotation optique spécifique de Biot
[α]D^T = αobsl·c Activité optique chirale standard mesurée par polarimétrie sodium D-line (589 nm)
Excès énantiomérique (% ee) et pureté optique
% ee = (|R -S|R + S) × 100 = (αobsαpure) × 100 Quantifie l'excès chiral d'un énantiomère par rapport au mélange racémique (le mélange 50:50 contient 0 % d'ee)
Relation d'énergie libre linéaire de Hammett
log(KK₀) = σ·ρ, log(kk₀) = σ·ρ Relie les effets électroniques des substituants méta/para (σ) et la sensibilité de la réaction (ρ) aux taux d'acide benzoïque substitué