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Niveau maths spé
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Cas particulier d’équation différentielle du second ordre

Posté par
Bstef
04-07-15 à 22:14

Quelqu'un daignerait-il me porter secours à savoir comment intégrer cette  équation différentielle où ne figure pas explicitement la variable \large x :

\large 2yy''-3(y')^2=4y^2

Merci à l'avance !

Posté par
Robot
re : Cas particulier d’équation différentielle du second ordre 04-07-15 à 22:30

Le changement de fonction inconnue y=\dfrac{1}{z^2}  peut faire des miracles.

N'aurais-tu pas une'tite indication dans ce sens ,

Posté par
Bstef
Cas particulier d’équation différentielle du second ordre 05-07-15 à 00:06

Nop, désolé Robot, j'ai eu beau essayer, ça marche pas avec ça semble-t-il...

Posté par
Bstef
Cas particulier d’équation différentielle du second ordre 05-07-15 à 01:04

En fait dans la réponse il apparaît un cosinus, se sont-ils trompés dans la formulation de l'équation (erreur de frappe peut-être...) ? Mais la réponse est sensée être :

\large y{cos}^2(x+C_1)=C_2

Posté par
Robot
re : Cas particulier d’équation différentielle du second ordre 05-07-15 à 07:15

Ca marche très bien avec mon indication. Si tu as vraiment essayé, tu as dû te tromper dans tes calculs.
Si y= \dfrac1{z^2} , alors  y'={?}  et  y''={?} . Reporter dans l'équa diff

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Cas particulier d’équation différentielle du second ordre 05-07-15 à 11:10

Pour éviter de se limiter aux y > 0, poser y = k/t² (avec k un réel)

y' = ...
y'' = ...

L'équation est alors ramenée à : t'' + t = 0
p²+1 = 0 --> p = +/- i

Les solutions sont : t = A.cos(x+B)

--> y = k/t² =  k/(A².cos²(x+B))

et en posant k/A² = C --> y(x) = C/cos²(x+B) avec B et C des constantes réelles.
*****
Encore faut-il que tu arrives à remplir les "..." c'est à dire arriver à faire les 2 dérivées sans erreurs.

Posté par
Robot
re : Cas particulier d’équation différentielle du second ordre 05-07-15 à 11:13

J-P, je sais que tu ne lis pas les messages déjà apportés en réponse. Dommage, tu aurais pu voir que tu n'apportes pas autre chose que ce que j'ai déjà écrit.

Posté par
Robot
re : Cas particulier d’équation différentielle du second ordre 05-07-15 à 11:18

Bon, si, tu ajoutes la constante k ... OK, au temps pour moi.

Posté par
etniopal
re : Cas particulier d’équation différentielle du second ordre 05-07-15 à 17:24


L'étude de l'ED proposée demande quand même un peu de soin .


  Soient U un intervalle ouvert non vide et S(U) l'ensemble des y : U qui sont 2 fois dérivables et qui vérifient    \large 2yy''-3(y')^2=4y^2 .
On remarque tout de suite que S(U) contient l'application nulle , est stable par les homothéties u .u ( ) et que pour tour r y y(r + .) est bijective de  S(U) sur S(U - r)


Soit y un élément non nul de S(U) . { x U | y(x) 0 ] est donc un  ouvert non vide contenu dans U .
  Soit V une de ses composantes connexes . Sur V , y ne s'annulant pas , y garde un signe constant .Supposons qu'elle soit toujours > 0 (sinon on remplace y par -y) . On peut essayer de voir , un réel a non nul étant donné ce que vérifie z = y1/a . Or si  y = za on a : y' = az'za-1 , z" = az"za-1 + a(a-1)(z')²za-2 et si on reporte dans l'ED , le coefficient de (z')² est 2a(a-1) - 3a²)z2a-2 . Pour le faire disparaître il suffit que a = -2 et alors (miracolo !) z vérifie z" + z = 0  et il existe  c et d réels tels que  c > 0 et z(x) = c.cos(x + d) pour tout x de V .
On peut même supposer  d = 0 , quitte à remplacer U par U + d , V par V + d , y par x y(x - d)
Ainsi y(x) = c/cos²(x) pour tout x de V .
Maintenant :  sup(V) , pas plus que Inf(V) , ne peut appartenir à U .
Supposons en effet que s = Sup(V) ou Inf(V)  appartienne à U .
Alors y(s) = 0 et z(x) + quand x s en restant dans V . C'est contradictoire .
On a donc V = U et par ailleurs U7 est conte,u dans l'un des intervalles ]-/2 + n , /2 + n[  (n )


La conclusion de cette analyse :
  A part la solution ( , x 0) , toute solution  maximale  de l'ED est l'une des (]-/2 + n + d , /2 + n + d[ , x /cos²(x - d))  ( d , * )


La synthèse (la réciproque) consiste à voir si  l'aplication f : ]-/2 , /2[ , x 1/cos²(x) vérifie  \large 2ff''-3(f')^2=4f^2 .
C'est le cas !

Posté par
Bstef
Cas particulier d’équation différentielle du second ordre 06-07-15 à 02:38

Merci à chacun pour vos précieuses instructions.

Posté par
Bstef
Cas particulier d’équation différentielle du second ordre 06-07-15 à 03:01

En effet au passage : miracolo !



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