Équation différentielle
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Équation différentielle



  1. #1
    mehdi_128

    Équation différentielle


    ------

    Bonjour,

    59645227_329375387772763_4734966423229562880_n.jpg
    59826745_423071251845817_6590743129505136640_n.jpg


    Un passage que je ne comprends pas dans la démo de mon livre, comment on passe de :

    On trouve que les fonctions : avec sont solutions de l'équation homogène avec une primitive de .

    A


    C'est-à-dire les fonctions avec ?

    -----

  2. #2
    invite6710ed20

    Re : Équation différentielle

    Bonjour
    Ton livre, il dit que l'ev des solutions est de dimension 1?
    Sinon l'explication est là.

  3. #3
    invite6710ed20

    Re : Équation différentielle

    Bon maintenant que l'image de ton livre apparait et bien je vois que l'explication est un peu mal fagoté mais sans plus. Donc l'explication de mon post précédent c'est bien ça.
    Mais si tu vises l'Agreg, à mon avis, c'est à toi de savoir mettre les précisions.

  4. #4
    mehdi_128

    Re : Équation différentielle

    Il est trivial que les fonctions sont solutions.

    Mais on peut poser : on a donc :

    Mais pourquoi l'auteur dit que les fonctions sont solutions avec quelconque ?

    Le lambda n'est pas quelconque il dépend de la constante ...

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    mehdi_128

    Re : Équation différentielle

    Citation Envoyé par JB2017 Voir le message
    Bonjour
    Ton livre, il dit que l'ev des solutions est de dimension 1?
    Sinon l'explication est là.
    Les espaces vectoriels ne sont pas encore abordés à ce stade de mon livre. Donc l'auteur n'en parle pas du tout sauf dans une remarque précédente en disant que S0 est un sous espace vectoriel. Donc il faudrait que je fasse sans.

  7. #6
    invite6710ed20

    Re : Équation différentielle

    C'est surréaliste! C'est toujours comme ça avec toi. On te donne une réponse mais ton livre "dit ceci ou cela."
    S'il parle à cet endroit d'espace vectoriel et que la leçon d'espace vectoriel et après et si ça te gêne, alors je te propose 3 solutions
    1. Tu étudies ton livre à l'envers, i.e, tu regardes la leçon E.V et tu reviens sur la leçon équa-dif
    2. Tu démontres toi même (sans parler d'EV ) que les solutions données ici sont bien solutions et qu'il n'y en pas d'autres (très bon petit exercice)
    3. Tu changes de livre.

  8. #7
    mehdi_128

    Re : Équation différentielle

    Ok JB je préfère utiliser les outils à dispositions donc le point 2. Après dans ce théorème il faut juste montrer l'existence d'une solution.

    On a montré que est solution de avec .

    Soit . Montrons que sont solution de



    Le résultat est démontré. On peut ajouter qu'il existe une solution non nulle : est solution non nulle.

    Comme on a montré si est une solution non nulle de alors il existe un tel que

    Comment montrer qu'il n'y en a pas d'autres ?

  9. #8
    invite51d17075
    Animateur Mathématiques

    Re : Équation différentielle

    La démo montre que les fonctions :
    avec sont solutions de l'équation homogène avec une primitive de .
    -que ce sont les seules solutions.
    -que C est qcq dans K. ( puisque toutes les primitives sont à une cte prêt )

    la conclusion devient évidente.

  10. #9
    mehdi_128

    Re : Équation différentielle

    Ansset oui l'unicité provient de la condition nécessaire trouvée.

    On a montré que :

    solution de si et seulement si avec

    Il faut que j'en déduise :

    solution de si et seulement si avec ?

    J'ai toujours du mal à voir le lien entre les 2

  11. #10
    invite6710ed20

    Re : Équation différentielle

    Rebonjour
    Je ne vais pas trop critiquer ton livre, en effet la réponse dépend du contexte.
    Alors pour faire cette démo correctement (en tenant compte de tes contraintes), il serait mieux de faire comme cela.

    Au début on suit la même démarche: On a ainsi une solution particulière définie par

    Comme elle ne s'annule pas , on peut chercher les solutions de la forme y(x)=z(x) y_0(x) avec z dérivable
    (car z=y/y_0 et y_0 ne s'annule pas)

    y'(x)+a(x) y(x)=z'(x) y_0(x)+ z(x)(y_0'(x)+a(x) y_0(x)=z'(x) y_0(x).
    Donc y est sol de E_0 ssi z est solution de z'(x)=0, i.e z =cste.

    Donc l'ensemble des solutions est bien l'ensemble des solutions de la forme
    y(x)= z y_0(x) , z \in R (ou C).

    C'est un ev de dimension 1. (Ce que tu sais tout de même).

  12. #11
    mehdi_128

    Re : Équation différentielle

    Ok j'ai compris le calcul mais une chose me perturbe : vous avez cherché une solution sous la forme : y(x)=z(x) y_0(x) comment on sait que toutes les solutions sont sous cette forme ? Comment on sait qu'on en a pas oublié ?
    J'ai compris le calcul mais je n'ai pas compris le but de ce calcul.

    Je n'ai pas compris aussi pourquoi on a besoin que f_0 ne s'annule pas pour chercher des solutions sous la forme : y(x)=z(x) y_0(x)

  13. #12
    invite6710ed20

    Re : Équation différentielle

    z joue le rôle de nouvelle fonction inconnue.
    comme y0 ne s'annule pas pour tout x connaitre y(x) est équivalent à connaitre z(x). De plus y dérivable est équivalent à z dérivable.

    Donc la démo consiste à changement de fonction inconnue. A savoir aussi que c'est le pricipe de la méthode de variation de la constante.

  14. #13
    invite23cdddab

    Re : Équation différentielle

    Citation Envoyé par mehdi_128 Voir le message
    Ok j'ai compris le calcul mais une chose me perturbe : vous avez cherché une solution sous la forme : y(x)=z(x) y_0(x) comment on sait que toutes les solutions sont sous cette forme ? Comment on sait qu'on en a pas oublié ?
    Parce que si ne s'annule pas, alors quelque soit la fonction y, pour on a

  15. #14
    invite51d17075
    Animateur Mathématiques

    Re : Équation différentielle

    Citation Envoyé par mehdi_128 Voir le message
    Je n'ai pas compris aussi pourquoi on a besoin que f_0 ne s'annule pas pour chercher des solutions sous la forme : y(x)=z(x) y_0(x)
    je vais le présenter autrement que les autres interventions.
    si on prenait comme base y_0 la fonction nulle, on ne pourrait en déduire l'ensemble des solutions.
    à l'inverse, y(x)=z(x)y_0(x) contient toutes les solutions(*), y compris la fonction nulle pour z(x)=0.

    méthode générale dite de variation de la constante ( comme rappelé plus haut )

  16. #15
    mehdi_128

    Re : Équation différentielle

    Je ne suis pas plus avancé.

    Je n'ai pas compris comment vous savez que les solutions de sont forcément sous la forme

  17. #16
    invite23cdddab

    Re : Équation différentielle

    Si y_0 ne s'annule pas, alors toutes les fonctions sont de la forme f(x) = z(x)y_0(x)

    Tu prends une fonction f quelconque, et tu poses z(x) = f(x)/y_0(x)

  18. #17
    mehdi_128

    Re : Équation différentielle

    Ah d'accord, honnêtement j'ai du mal avec votre méthode qui m'a l'air d'être un tour de passe passe.

    Que pensez-vous de cette méthode ? Elle me semble bien plus naturelle.

    désigne l'ensemble des réels ou l'ensemble des complexes.

    Soit . La fonction . est dérivable sur donc :

    car

    alors est constante sur .

    Ainsi,
    Dernière modification par mehdi_128 ; 09/05/2019 à 23h37.

  19. #18
    Merlin95

    Re : Équation différentielle

    C'est un peu pareil la fonction g tu la sors autant par un "tour de passe passe".

  20. #19
    Merlin95

    Re : Équation différentielle

    Citation Envoyé par mehdi_128 Voir le message
    Il faut que j'en déduise :

    solution de si et seulement si avec ?

    J'ai toujours du mal à voir le lien entre les 2
    Pour R effectivement ça voudrait dire qu'on devrait se restreindre aux lambda positifs (mais voir plus bas on montre en passant par les complexes que tout réels convient).
    Pour C (les complexes), il faut démontrer
    a) que tout élément Z non nul de C peut s'écrire sous la forme e^z et que
    b) tout nombre de la forme e^z est un élément de C
    Pour le b) c'est évident
    Pour le a) démontrons l'existence de Z, z = a + i b = e^(A + i B) soit
    a + i b = e^A e^(i B) = e^A (cos(B) + i sin(B))
    Autrement dit par exemple A = ln(rac(a^2 + b^2) ) et B = argument de z + 2 k pi

    Ainsi la fonction z -> e^z est subjective ce qui veut dire que tout élément de C y compris les nombres réels donc les négatifs aussi peuvent s'écrire sous la forme e^z ce qui indiquent en passant par C, que les solutions (lambda e^-a) avec lambda quelconque sont solutions de l'équation.

    Ton livre n'est pas "top" en effet sur ce point.
    Dernière modification par Merlin95 ; 10/05/2019 à 04h27.

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