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boubamane
16-04-2011 08:37:07

Bonjour à tous,
merci de votre aide. Je manquerais pas de revoir tous ça pour mieux comprendre.
Passer une bonne journée.
a+
boubamané

MOHAMED_AIT_LH
16-04-2011 01:43:30

Bonsoir

Oui ! certainement!
Cependant l'objetif visé ce  n'est  pas  ce  problème  en  lui même mais  un grand  nombre  de problèmes
liés  aux  équations  différentielles du  premier  ordre
N'hésite  pas d'en  travailler  encore et avise nous des tes séventuelles question
Vas dormir  tranquilement.
Bonne  nuit !

boubamane
16-04-2011 01:25:02

Bonsoir,
Ah c'est alors mon jour de chance? alors ça veut dire que c'est gagné je peux aller dormir sans me faire de souci?
Le problème est-il résolu?

MOHAMED_AIT_LH
16-04-2011 01:08:09

Bonsoir(je suis encore réveillé !)

Il  suffit  de  bien  dire :

La solution générale de l'équation avec second membre est égale à la solution générale de l'equation homogène plus UNE solution  particlière de l'équation avec  second membre
Ce que tuas trouvé à  la  fin  est  donc  la  forme  générale  de toutes les solutions de l'équation compléte.


Pour  comprendre  plus imagine  que  tu  veux  tracer  dans  le  lan  un  droite (D)
Il  te  suffit  de  connaître  deuc  choses :
1ERE : une  droite passant  par  l'origine  et  parallèle à  (D)
2EME : un  point A  de  (D)


La  droite  passant  par  l'origine  joue le  rôle  de TOUTES  les  solutions de l'équation  homogéne (Homogène <-> passe par l'origine)
Le  point  A   joue  le rôle  d'une solution  particulière  (et  tu  ois  bien un  seul  point  suffit  et  n'importe  lquel  donne  le  même   résultat )

boubamane
16-04-2011 00:58:33

Bonsoir,
oui c'est clair maintenant !!! A l'avenir je saurais à quoi m'attendre.
Bon j'ai revu une partie du cours où il est indiqué que ma "solution générale cherchée est la somme des solutions particulière et générale sans second membre". Ce qui revient à dire que la solution particulière cherchée serait:
[tex]y(x)= K\times exp(\frac{x^2}{2}) -(x^2+2) [/tex] et remplaçant dans (1) je trouve [tex]x^3[/tex].
Bon je doute je sais pas si ça tient la route
Merci & bonne nuit.

MOHAMED_AIT_LH
16-04-2011 00:07:15

Bonsoir,
Ok.
Supposons que  [tex]y[/tex]   est  une  solution  polynomiale  de  degré [tex]n[/tex]  alors  [tex]y'[/tex]  de  degré  [tex]n-1[/tex].  Or   [tex]xy[/tex]  est  de  degré  [tex]n+1[/tex]
Il  en  résulte  que  [tex]y'-xy[/tex] de  degré  [tex]n+1[/tex], or   [tex]y-xy'=x^3[/tex] de  degré  [tex]3[/tex],  donc  [tex]n+1=3[/tex]  et  enfin [tex]n=2[/tex]

boubamane
15-04-2011 23:37:49

Bonsoir,
non j'avais aucun moyen pour prévoir le degré du polynôme solution particulière.
Et je sais pas comment le savoir !!!
C'est un bon moyen de savoir si on est dans le bon chemin. Alors je te serais très reconnaissant de m'éclaire là-dessus.
Merci à +

MOHAMED_AIT_LH
15-04-2011 22:57:36

Bonsoir

@Boubamane

Je veux  juste  attirer  ton  attention  sur  un  détail  concernant  la  recherche d'une solution  particulière des équations différetielles de  la  forme :  [tex]y'-a(t)y=g(t)[/tex]  dans les car  où [tex]a[/tex] et [tex]g[/tex]  sont des fonctions polynomiales , il  sera  profitable de chercher  directement  des solutions polynomiales elle aussi
Dans notre exemple :  [tex]y'-xy= x^3[/tex] si [tex]y_0[/tex]  est  une  solution  polynomiale alors  son  degré  doit être égal à [tex]2[/tex] (tu  peux  facilement  savoir  pourquoi , sinon tu  le  signales ..)
Posons donc [tex]y_0(t)=at^2+bt+c[/tex]
Je te laisse le  soin  de  calculer [tex]y'[/tex], remplacer dans l'équation complète et  determiner les  coefficients [tex]a,b,c[/tex]  valables

boubamane
15-04-2011 20:57:45

Salut,
@MOHAMED_AIT_LH
non j'ai pas vu ça. Mais je vais revoir le cours et j'étais même étonné de voire que mon résultat vérifie l'équation.
Merci je m'y mets dans une heure!

MOHAMED_AIT_LH
15-04-2011 18:20:51

Bonjour
@Boubamane
Tu n'as rien dit à propos du théorème de Cauchy utilisé ci-dessus par Fred.
Je veux simplement savoir si ce théorème figure dans votre programme
Au  cas  où il ne figure pas voici une ménière dé résoudre l'équation homogène sans 'diviser' par [tex] y [/tex] .

Considéron l'equation différentielle [tex]y'=a(t)y  [/tex] d'inconnue  [tex]y[/tex] où [tex] a [/tex] est une fonction continué sur un intervalle [tex]I[/tex]. Soit alors [tex]A[/tex] une  primitive de [tex]a[/tex]  sur  [tex]I[/tex]. On  peut  par  exemple prendre [tex] A(t)=\int_{t_0}^t a(u) du [/tex]  avec  [tex] t_0 \in I [/tex]  quelconque.
Supposons que [tex]y[/tex] est une solution de notre équation sur [tex]I[/tex] et soit alors  [tex] z [/tex]  la  fonction   définie par [tex] z(t)=y(t)e^{-A(t)} [/tex]. Alors : [tex]z[/tex]  est dérivable sur [tex]I[/tex]  et  pour  tout [tex]t \in I[/tex] on  a [tex]z'(t)=-a(t)y(t)e^{-A(t)} +y'(t)e^{-A(t)} =0[/tex]. Il en résulte que [tex] z [/tex] est constante  sur [tex]I[/tex].
Alors il  eixtse une constante réelle [tex]C[/tex] tel  que [tex]y(t)=C e^{A(t)}[/tex]. Réciproquement une telle fonction  est  bien  solution de l'équation différntielle en question, d'où l'ensemble de solution de cette équation différentielle est  [tex] {\mathscr S}=\{t \mapsto C e^{A(t)} / C \in {\mathbb R} \} [/tex]

Remarque :
Ceci  est valable pour  le  cas  complexe  (la fonction [tex]a[/tex]  à  valeurs  dans [tex]{\mathbb C}[/tex] et   les  solutions sont  cherchées dans [tex]{\mathcal C}^1(I, {\mathbb C})[/tex] )

boubamane
15-04-2011 16:48:51

Salut,

oui je viens de vérifier j'y avais même pas pensé :
en faisant  [tex]\frac{d}{dx}\left({y}_{0}\left(x\right)\right)-x\,\times \,{y}_{0}\left(x\right)[/tex] on trouve exactement [tex]x^3[/tex] ce qui correspond au second membre.

Merci a+

Fred
15-04-2011 15:33:42

Il y a un moyen très simple de vérifier que tu as juste, c'est de tester si ta fonction y0 est solution de l'équation différentielle.
Et miracle, cela fonctionne!

A+
Fred.

boubamane
15-04-2011 13:15:34

Bonjour à tous,
Voilà je vais essayer de poursuivre à partir de [tex]{K}^{'}\left(x\right)\,\,{e}^{\frac{{x}^{2}}{2}}={x}^{3}\Rightarrow \;{K}^{'}\left(x\right)\,\,=x^3/exp(\frac{x^2}{2})=x^3\times exp(\frac{-x^2}{2})[/tex] et pour avoir K(x) j'intègre.
[tex]{K}^{}\left(x\right)\,\,=\int^{}_{}x^3\times exp(\frac{-x^2}{2})\;dx[/tex]. Et là j'ai eu des problèmes pour trouver une primitive de [tex]exp(\frac{-x^2}{2})[/tex], j'ai alors transformé léecriture pour mettre:  [tex]{K}^{}\left(x\right)\,\,=\int^{}_{}x^3\times exp(\frac{-x^2}{2})\;dx=\int^{}_{}x^2\times x.exp(\frac{-x^2}{2})dx[/tex] on fait alors une intégration par partie en posant:  [tex]u\left(x\right)={x}^{2}\,\,\Rightarrow \,\,\,{u}^{'}_{}\left(x\right)=2x[/tex]  et  [tex]{v}^{'}\left(x\right)=x\,.\,\exp \left(\frac{-{x}^{2}}{2}\right)\,\,\Rightarrow \,\,\,v\left(x\right)=\,-\,\exp \left(\frac{-{x}^{2}}{2}\right)[/tex]
On a alors  [tex]K\left(x\right)=-x^2\;\times exp(\frac{-x^2}{2})-\int^{}_{}-2x.\times \;exp(\frac{-x^2}{2})dx=-x^2\;\times exp(\frac{-x^2}{2})+2\int^{}_{}x.\;exp(\frac{-x^2}{2})dx[/tex]
On fait encore une fois une intégration par partie en posant:  [tex]{u}^{}_{1}\left(x\right)=1\,\Rightarrow \,{u}^{'}_{1}\left(x\right)=0\,\,et\,\,{v}^{'}_{1}\left(x\right)=x\,.\,\exp \left(\frac{-{x}^{2}}{2}\right)\,\,\Rightarrow \,{v}_{1}\left(x\right)=\,-\exp \left(\frac{-{x}^{2}}{2}\right)[/tex]
on a alors [tex]\int^{}_{}x.\;exp(\frac{-x^2}{2})dx=-exp(\frac{-x^2}{2})-0[/tex]
On trouve alors [tex]K\left(x\right)=-x^2\;\times exp(\frac{-x^2}{2})-2\times exp(\frac{-x^2}{2})[/tex] et en factorisant par  [tex]-epx\left(\frac{-{x}^{2}}{2}\right)\,on\,obtient\,K\left(x\right)=-\exp \left(\frac{-{x}^{2}}{2}\right)\left(x^2+2\right)[/tex]
Et en remplaçant K(x) par sa valeur dans la solution générale on a:  [tex]{y}_{0}\left(x\right)=\left(-\exp \left(\frac{-{x}^{2}}{2}\right)\left(x^2+2\right)\right)\times \left(exp(\frac{x^2}{2})\right)[/tex]
Ce qui donne après simplification [tex]{y}_{0}\left(x\right)=-(x^2+2)[/tex]
Bon j'ai peut etre fais une erreur de calcul mais le raisonnement est-ce comme ça ?
Merci à tous et  a+.

Fred
15-04-2011 07:27:41

Je n'ai pas vérifié les calculs, mais c'est cela!

boubamane
15-04-2011 02:24:51

La solution générale est donc de la forme [tex]y=Ke^{\frac{x^2}{2}}[/tex].
Soit  [tex]{y}_{0}\left(x\right)[/tex]  une solution particulière par variation de la constante,
[tex]{y}_{0}\left(x\right)=K\left(x\right)\,\times \,{e}^{\frac{{x}^{2}}{2}}[/tex] et la dérivée sera
[tex]{y}^{'}_{0}\left(x\right)={\left(K\left(x\right)\,\times \,{e}^{\frac{{x}^{2}}{2}}\right)}^{'}={\left(K\left(x\right)\right)}^{'}\times \,{e}^{\frac{{x}^{2}}{2}}+xK\left(x\right)\,\times \,{e}^{\frac{{x}^{2}}{2}}[/tex]
L'équation  [tex]{y}^{'}-xy={x}^{3}\left(1\right)[/tex] devient alors:
[tex]{K}^{'}\left(x\right)\,{e}^{\frac{{x}^{2}}{2}}+\,x\,.\,K\left(x\right)\,{e}^{\frac{{x}^{2}}{2}}-\,x\,.\,K\left(x\right)\,{e}^{\frac{{x}^{2}}{2}}={x}^{3}[/tex]   [tex]\Rightarrow {K}^{'}\left(x\right)\,\,{e}^{\frac{{x}^{2}}{2}}={x}^{3}[/tex] 
Et puis on cherche K(x) c'est bien ça ?

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