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Résumé de la discussion (messages les plus récents en premier)
- 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 ?







