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Theoreme des bouts

Posté par
robby3
30-11-07 à 17:14

Bonjour tout le monde,
Ce theoreme peut pose probleme,je ne le comprend pas...
et ne sait donc pas trop à quoi il sert...

Voici comment mon prof de Td l'énonce:

\rm \fbox{ f localement lipschitzienne en dimension finie,definie sur \Omega
 \\ Si (I,\phi) solution maximale dans l'ouvert I alors:
 \\ Si I=]a,b[,b<\infty,
 \\ 
 \\ t_n\longrightarrow b alors si \phi(t_n) \longrightarrow l 
 \\ alors (b,l)\in Frontiere(\Omega)}

J'ai trouvé ce theoreme dans un bouquin mais sa définition est pour le moins différente...

\rm \fbox{Soit I=]a,b[,f definie sur I
 \\ Soit ]T_{-},T^+[ l'intervalle de definition de la solution maximale \phi associé à (t_0,x_0).
 \\ -Si \phi est bornee sur [t_0,T^+[=>T^+=b
 \\ -Si \phi est bornee sur ]T_{-},t_0]=>T_{-}=a }

Alors si quelqu'un voit de quoi se theormee parle,à quoi il sert et comment on peut l'utiliser,je veux bien qu'il me l'explique.
Merci d'avance!

Posté par
robby3
Theoreme des bouts 30-11-07 à 17:15

*c'est associé à (t_0,x_0)

Posté par
Camélia Correcteur
re : Theoreme des bouts 30-11-07 à 17:19

Bonjour

Il s'agit d'un théorème de recollement de solutions d'équations différentielles sur R. Il dit en gros que si l'équation est définie sur ]a,b[ (avec des hypothèses), la seule possibilité pour une solution maximale de ne pas être définie sur tout ]a,b[ est de tendre vers l'infini. Si elle est bornée, elle est prolongeable par continuité aux bouts. Ta première version dit à peu près la même chose pour un système, ou on s'approche de la frontière du domaine.

Posté par
Rodrigo
re : Theoreme des bouts 30-11-07 à 17:22

Bonjour,
Ce théorème est appelé théorème de sortie des compacts.
Il dit que si tu as une soluion maximale à x'=F(x,t) ou F est loc lipshitzienne avec F loc lipshitzienne en la première variable sur un ouvert d'un espace de Banach et la deuxième variable étant dans ]t-,t+[.
Alors si x est définie sur ]t0,t1[ avec par exemple t1<t+ alors ||x(t)|| n'est pas borné au voisinage de t1

Est ce plus clair?

Posté par
robby3
re : Theoreme des bouts 30-11-07 à 17:25

Citation :
Est ce plus clair?

>pas beaucoup plus!

vous auriez des exemples ou on l'applique clairement?

Posté par
Rodrigo
re : Theoreme des bouts 30-11-07 à 17:27

Par exemple pour montrer que les solutions maximales de x"+sin(x)=0 sont définies sur tout R

Posté par
robby3
re : Theoreme des bouts 30-11-07 à 17:29

Citation :
a seule possibilité pour une solution maximale de ne pas être définie sur tout ]a,b[ est de tendre vers l'infini

>Donc en fait la solution maximale de l'equa diff est toujours définie sur I sauf si elle tend vers l'infini??:?

Posté par
Rodrigo
re : Theoreme des bouts 30-11-07 à 17:30

C'est ça! C'est le phénomène dit d'eplosion en temps fini!

Posté par
Camélia Correcteur
re : Theoreme des bouts 30-11-07 à 17:33

Oui, c'est à peu près ça. Elle ne peut pas s'arrêter pour d'autre raisons (par exemple un point ou elle ne serait pas dérivable...)

Posté par
robby3
re : Theoreme des bouts 30-11-07 à 17:35

explosion

pour en revenir à ton équation,
on a x'=y
y'=-sin(x)

on a donc une équation de la forme (x',y')=f(t,(x,y))
ou f de RxR²->R²
f(t,(x,y))=(y,-sin(x))

cette application est clairement lisse donc localement lipschitzienne,il exsite une unique solution pat Cauchy-Lipschitz
aprés bah je fais quoi?

Posté par
Rodrigo
re : Theoreme des bouts 30-11-07 à 17:37

Intègre l'equa diff!

Posté par
robby3
re : Theoreme des bouts 30-11-07 à 17:42

si j'integre deux fois,
j'ai x=sin(x)+k1x+k2
ou k1 et k2 sont des constantes.

Posté par
Rodrigo
re : Theoreme des bouts 30-11-07 à 17:44

Heu non... je sais pas ce qu'a t'a fait...
Pour intégrer l'equa diff il faut la mutliplier par 2x', et tu devrait arriver à une majoration de de x' qui te donne le fait que x ne puisse sortir d'un compact sur un intervalle borné!

Posté par
robby3
re : Theoreme des bouts 30-11-07 à 17:56

mais ma méthode de 17:35 n'est-elle pas bonne?

Citation :
Pour intégrer l'equa diff il faut la mutliplier par 2x'


ça donne ça?

\rm x^2=\int -2x'sin(x)

Posté par
Rodrigo
re : Theoreme des bouts 30-11-07 à 18:04

Heu oui mais bon on peut en dire plus, peut etre n'a tu jamais vu ca, je te montre comment cela fonctionne

2x'x"=-2x'sin(x) ce qui donne en intégrant entre tO et t
x'^2(t)=-2\int_{t_0}^{t} x'(s) sin(x(s))ds=2cos(x(t))+Cste
Donc x(u)=\int_{t_0}^{u}x'(t) dt +cste=\int_{t_0}^{u}\pm\sqrt2\sqrt{cos(x(t))+cste}dt+cste'
Donc sur un compact x est bornée

Posté par
robby3
re : Theoreme des bouts 30-11-07 à 18:08

euh oué j'ai eu du mal à suivre mais bon soit!!
et pourquoi sur un compact x est bornée?

Posté par
Rodrigo
re : Theoreme des bouts 30-11-07 à 18:11

Ben majore ce qui est sous l'intégrale (l'intégrand je crois qu'on dit) est majoré par une constante. Donc x est majoré par cette constante fois la mesure de l'intervalle sur lequel on intègre!

Posté par
robby3
re : Theoreme des bouts 30-11-07 à 18:14

Citation :
Donc x est majoré par cette constante fois la mesure de l'intervalle sur lequel on intègre!

>Fiouuuuuuu!!

ouép!

ok bon je vais relire tout ça et si j'ai un autre exemple d'utilisation de ce theoreme je vous fais signe!

Merci à Toi Rodrigo!!
Et à Camélia aussi!!

Posté par
Rodrigo
re : Theoreme des bouts 30-11-07 à 18:16

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