Equa diff en physique et en math
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Equa diff en physique et en math



  1. #1
    fred3000gt

    Equa diff en physique et en math


    ------

    Hello,

    J’ai réalisé ce matin que si l’on écrit:
    df(x)/dx=f(x)

    Alors il me semble que cette équation, parfaitement légitime en math, ne peut avoir de sens physique car l’équation dimension ne joue pas (on a des “par x” à gauche et pas à droite), correct?

    Merci!

    -----

  2. #2
    CM63

    Re : Equa diff en physique et en math

    Tout-à-fait. Pour être correct, il faudrait ajouter un coefficient a, de la dimension de 1/Dim(x), qui serait éventuellement égal à 1 : d f(x)/dx = a f(x) .
    Quoi? Quelque chose que je ne connais pas et qui me fait l'affront d'exister?!

  3. #3
    fred3000gt

    Re : Equa diff en physique et en math

    Citation Envoyé par CM63 Voir le message
    Tout-à-fait. Pour être correct, il faudrait ajouter un coefficient a, de la dimension de 1/Dim(x), qui serait éventuellement égal à 1 : d f(x)/dx = a f(x) .
    Merci, du coup est-ce une propriété propre aux equa diffs?

  4. #4
    Brinicle

    Re : Equa diff en physique et en math

    Bonjour,

    Si x est sans dimension, il n'y a pas de problème.

    En physique, il est courant de "dédimensionner" les équations, ici par exemple, on peut poser x'=a x et on a d f(x)/dx' = f(x)

    Qui est généralement réecrit, pour simplifier d f(x)/dx = f(x)... (et on a éliminé le paramètre a)

    (En toute rigueur, il faudrais aussi poser f' = f/b pour dédimensionner f, mais ici cela ne change rien.)
    Ne jamais faire un calcul sans connaître son résultat !

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Equa diff en physique et en math

    Bonjour,

    J'ai plutôt vu et lu adimensionner, mais l'idée est la même.

    Le premier message n'est pas rigoureux car il ne précise pas la dimension de x. Et donc les réponses qui suivent ne sont correctes que si elles précisent les hypothèses sur lesquelles elles se basent.
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  7. #6
    fred3000gt

    Re : Equa diff en physique et en math

    Citation Envoyé par Brinicle Voir le message
    Bonjour,

    Si x est sans dimension, il n'y a pas de problème.
    En effet, j’ai oublié qu’il y a des grandeurs physiques réelles et sans dimension, par exemple l’indice optique.


    Citation Envoyé par Brinicle Voir le message
    Bonjour,

    En physique, il est courant de "dédimensionner" les équations, ici par exemple, on peut poser x'=a x et on a d f(x)/dx' = f(x)

    Qui est généralement réecrit, pour simplifier d f(x)/dx = f(x)... (et on a éliminé le paramètre a)

    (En toute rigueur, il faudrais aussi poser f' = f/b pour dédimensionner f, mais ici cela ne change rien.)
    Là je ne comprends pas comment cela résoud le problème par contre:

    Si x’=ax, soit x=x’/a et dx=dx’/a on obtient par substitution:
    df(x’/a)/dx’/a = f(x’/a) : (I)…..pas trop sûr de mon coup, là

    Or df(x’/a)/dx’ = d(x’/a)/dx’ . df(x’)/dx’ = 1/a . df(x’)/dx’ (car (fog)’=g’.f’og)….pas trop sûr ici non plus…

    Donc en réinjectant dans (I), les ‘a’ s’annulent:

    df(x’)/dx’ = f(x’/a)

    Si x’ a une dimension, alors les dimensions ne jouent toujours pas de part et d’autre de l’équation, mais rien n’est moins sûr….

  8. #7
    Anonyme007

    Re : Equa diff en physique et en math

    Bonjour,

    Excusez moi de m'immiscer dans cette discussion, car, il y a un point que je ne saisis pas bien.

    Citation Envoyé par fred3000gt Voir le message
    Hello,

    J’ai réalisé ce matin que si l’on écrit:
    df(x)/dx=f(x)

    Alors il me semble que cette équation, parfaitement légitime en math, ne peut avoir de sens physique car l’équation dimension ne joue pas (on a des “par x” à gauche et pas à droite), correct?

    Merci!
    Qu'est ce que vous sous entendez lorsque vous dites : l’équation dimension ne joue pas (on a des “par x” à gauche et pas à droite) ?

    Qu'est ce que ''l’équation dimension'' ?
    Qu'est ce que tu sous entends par “par x” dans le passage : on a des “par x” à gauche et pas à droite ?

  9. #8
    ThM55

    Re : Equa diff en physique et en math

    Ben par exemple si x est un temps exprimé en secondes. L'équation n'est pas homogène du point de vue des dimensions, c'est un des péchés capitaux du physicien. Mais on peut obtenir l'indulgence plénière et l'absolution en disant que les paramètres sont en réalité sans dimensions, comme suggéré ci-dessus.

  10. #9
    Anonyme007

    Re : Equa diff en physique et en math

    Merci ThM55,
    Mais, je n’ai pas encore compris le sens de ce passage,
    Citation Envoyé par ThM55 Voir le message
    L'équation n'est pas homogène du point de vue des dimensions
    Pourquoi l'équation n'est pas homogène du point de vue des dimensions ?

  11. #10
    Brinicle

    Re : Equa diff en physique et en math

    Il faut juste définir F(x')=f(x'/a).

    Il s'agit de ceci :
    https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Adimensionnement
    Ne jamais faire un calcul sans connaître son résultat !

  12. #11
    fred3000gt

    Re : Equa diff en physique et en math

    Citation Envoyé par Anonyme007 Voir le message
    Merci ThM55,
    Mais, je n’ai pas encore compris le sens de ce passage,

    Pourquoi l'équation n'est pas homogène du point de vue des dimensions ?
    Je ne sais pas comment répondre mieux que the ThM55... t'as du "par x" à gauche et pas à droite.

    Wikipedia développe le concept ici:
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Analyse_dimensionnelle

    La page wiki anglais je trouve est plus claire et dit:
    "Any physically meaningful equation, or inequality, must have the same dimensions on its left and right sides, a property known as dimensional homogeneity. Checking for dimensional homogeneity is a common application of dimensional analysis, serving as a plausibility check on derived equations and computations."

  13. #12
    Anonyme007

    Re : Equa diff en physique et en math

    Ah, d’accord. Merci fred3000gt.

    Citation Envoyé par fred3000gt Voir le message
    Je ne sais pas comment répondre mieux que the ThM55... t'as du "par x" à gauche et pas à droite.

    Wikipedia développe le concept ici:
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Analyse_dimensionnelle

    La page wiki anglais je trouve est plus claire et dit:
    "Any physically meaningful equation, or inequality, must have the same dimensions on its left and right sides, a property known as dimensional homogeneity. Checking for dimensional homogeneity is a common application of dimensional analysis, serving as a plausibility check on derived equations and computations."
    Pour l’équation, , quelle est la dimension de et la dimension de , qui fait que, soit non homogène du point de vue dimensionnel selon vous ?
    Dernière modification par Anonyme007 ; 24/04/2022 à 20h55.

  14. #13
    Bounoume

    Re : Equa diff en physique et en math

    Citation Envoyé par fred3000gt Voir le message
    Hello,

    J’ai réalisé ce matin que si l’on écrit:
    df(x)/dx=f(x)

    Alors il me semble que cette équation, parfaitement légitime en math, ne peut avoir de sens physique car l’équation dimension ne joue pas (on a des “par x” à gauche et pas à droite), correct?

    Merci!
    bonsoir,
    d' après de vieux souvenirs, pour moi,
    ...... ou en scindant la différentiation et la fonction à différentier
    .....
    pour moi, ce serait la 'différentielle' de la fonction f(x), mais pas la fonction primitive elle-même;
    ceci devrait être identique à la dérivée de f(x) c' est à dire y'=f'(x)....... ou, ou bien, en + joli:

    mais ici, la symbolique doit être autre..... mais laquelle?
    alors, je ne comprends plus rien à la suite.....
    où est mon erreur? merci d' avance
    rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant.... (Pierre Dac...)

  15. #14
    stefjm

    Re : Equa diff en physique et en math

    Citation Envoyé par fred3000gt Voir le message
    Merci, du coup est-ce une propriété propre aux equa diffs?
    C'est une propriété propre à la dérivation et à l'intégration des grandeurs physiques.

    Je note [F] la dimension de f et [X] la dimension de x (idem pour toutes les autres notations si besoin)

    est de dimension .
    est de dimension .

    C'est assez naturelle sur les fonctions f polynomiales.
    On "descend le degré" quand on dérive d'où la division par [X].
    On "monte le degré" quand on intègre d'où la multiplication par [X] et l'ajout d'une constante dimensionnée [F].

    Pour les solutions générales des EDO linéaires du genre : , avec et constante de dimension [F] et [X].
    La dérivée de cette fonction est de dimension [F]/[X].
    Les primitives de cette fonction sont de dimension [F].[X].


    Idem avec toutes les fonctions classiques en physique (sin, cos, sh, ch, ln, etc...)
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

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