Bonjour,Au lycée on ne voit plus les équations différentielles.@stefjm
Bonjour,
je vais te poser une question ultra-simple.
Soit un système physique décrit par l'équation:
d2x(t)/dt2 + w2.x(t) = 0
Cela représente l'équation d'un oscillateur mécanique , électrique comme tu le sais.
1- Résoudre cette équation pour un élève de première (je suppose qu il ne connait pas les complexes).
Il trouve comme solution générale:
A.sin w.t + B cos w.t
Il en conclut justement que son système ne peut osciller a une fréquence w et une seule en conformité avec l'expérience!!!!!
2- La même question a un éleve qui connait les nombres complexes.
Il propose comme solution:
a. exp (i.w.t) + b.exp(-i.w.t) ou a et b sont des nombres complexes.
Est-ce que pour autant il y a 2 fréquences d'oscillations w et -w ?
Bien sur que non. Il n (y a qu une seule frequence.
C'est donc l'extension des solutions sur le corps des complexes qui cree 2 fréquence.
En Transformée de Laplace c'est la même chose, il y a 2 pôles conjugués mais un seul a un sens physique.
Sinon on ajoute une fréquence complexe a w soit w + i.k avec k > 0
Alors on a :
a. exp (i.w.t) exp (-k.t) + b.exp (-i.w.t). exp (-k.t)
qui représente une sinusoïde décroissante (qui correspond, aux pertes, frottement etc..) et qui indique la direction du temps (irréversibilité des processus et augmentation d'entropie).
dans le plan de Laplace comme k > 0 on se retrouve dans un demi-plan.
Maintenant on peut piloter progressivement la quantité k et jusqu a changer son signe (par exemple en contrôlant le gain d'un amplificateur). Dans le plan complexe cela correspond au déplacement du pole qui va quitter le demi-plan complexe pour aller dans l'autre demi plan complexe.
Dans tous les cas il n 'y qu 'une seule fréquence d'oscillation w. L'existence des 2 pôles est du a une extension de la représentation des phénomènes dans le corps des complexes.
L'exemple que j'ai donné montre bien que l'on peut définir une fréquence complexe w + i.k qui représente d'un seul coup 2 phénomenes physiques:
1- L'oscillation.
2- Les pertes.
Tout ceci est lié aux propriétés mathématique de l'exponentielle exp (i.w.t) qui est liée a l'invariance par translation temporelle. Plus précisemment l'exponentielle est fonction propre du générateur des translations temporelles, ce qui du même coup donne les limites de l'outil comme bien connu pour ceux qui pratiquent la MQ.
Remarque: Techniquement on peut choisir un contour d’intégration pour encadrer ou isoler les pôles selon ce que l'on veut traduire (utilisation du lemme de Jordan)
Bonne après midi.
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