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Niveau Licence Maths 1e ann
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equation différentielle

Posté par
downz
10-11-08 à 14:47

Bonjour !
je bloque sur une petite d'un exercice sur les équations différentielles
on donne y'+iy=(1+3it)e2it >> (ED)

je trouve
e2it*p(t)+Ke-it
avec p(t) = t/3i

La question que je ne comprend pas est celle ci > "donner toutes les solutions à valeurs complexes de (ED)

Voila donc si vous pourriez me donner un petit coup de pouce ca serait sympa

Posté par
downz
re : equation différentielle 10-11-08 à 14:49

au fait est-ce que la solution de l'équation semble juste ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : equation différentielle 10-11-08 à 14:57

Bonjour

Moi je trouve p(t)=t seulement, mais vérifie, les calculs à l'écran...

Pour répondre à la question, il suffit de préciser que K est une constante complexe quelconque!

Posté par
downz
re : equation différentielle 10-11-08 à 15:50

merci

pour le calcul est-ce qu'au début tu as
(1+3it)*e3it

parce qu'apres l'avoir intégrer par parties je trouve :
(1+t/3i)*e3it - 3i*1/3i*e3it

soit
(1+t/3i)*e3it - e3it

(1+t/3i)*e3it - 1/3i*e3it

et ceci donne e2it*(t/3i)+Ke-it

Posté par
Camélia Correcteur
re : equation différentielle 10-11-08 à 15:55

Je ne l'ai pas fait comme ça. Mais c'est simple à nous départager; regarde si ce que tu trouves est bien solution de l'équation!

Posté par
downz
re : equation différentielle 10-11-08 à 16:04

non en effet ce que je trouve n'est pas solution de l'équation ^^
par contre avec ta solution ca marche super...
mais je ne vois toujours pas ou j'ai pu me tromper en intégrant en fait :/

Posté par
Camélia Correcteur
re : equation différentielle 10-11-08 à 16:13

Je pense que quand tu intègres l'exponentielle et que tu divises par 3i tu as écrit (1+t/3i) alors que c'est 1/3i+t

Posté par
downz
re : equation différentielle 10-11-08 à 16:23

ah oui exact j'ai refait les calcul c'est ici que je me suis trompé merci pour le temps que tu m'as accordé

Posté par
Camélia Correcteur
re : equation différentielle 10-11-08 à 16:35

Posté par
downz
re : equation différentielle 11-11-08 à 12:05

j'aurai encore une petite derniere question

on a  y''-y'+y = 3t (2-t)cosht^3 + (9t^4+1) sinht^3

on trouve f solution de l'équation avec f = sinh(t^3)

ensuite à y''-y'+y= 0

on trouve 2 racines imaginaires

ensuite on doit en déduire sans calculs les solutions à valeurs réelles

est-ce que si on met que l'éqaution est égale à
et((+)cos(t)+i(-)sin(t))

est-ce qu'il suffit de dire que la solution ne peut etre a valeurs réelles que si +  et i(-) sont réels ??

Posté par
Camélia Correcteur
re : equation différentielle 11-11-08 à 14:19

Oui, tout à fait! (c'est une réponse générale, je n'ai pas regardé ton équation)

Posté par
rafa158
re : equation différentielle 11-11-08 à 14:29

Tu sembles avoir le même exo que moi

Est-ce que tu peux me dire comment tu résous l'équation homogène (ED)0

y'+ iy = 0


Moi je trouve que c'est l'ensemble y(t) = K exp(-it)


Et ensuite on te demande de déterminer une solution particulière de (ED)
Est-ce que quelqu'un peut m'aider, que je comprenne une bonne fois pour toutes comment il faut procéder (je précise que je lis mon cours depuis ce matin et essaye d'en comprendre les exemples, en vain)


Merci

Posté par
Camélia Correcteur
re : equation différentielle 11-11-08 à 14:36

Bonjour rafa158

Oui, tu as la bonne solution de l'équation sans second membre. Pour une solution particulière, la méthode la plus classique est celle très mal nommée "variation des constantes" qui consiste à chercher une solution de l'équation avec second membre de la forme K(t)e^{-i\pi t}. C'est celle employée par downz et tu trouves des calculs ci-dessus (pas tous justes).

Posté par
rafa158
re : equation différentielle 11-11-08 à 14:40

Merci!

Autre chose que je n'ai pas compris (sans vouloir abuser de ton aide ) comment on détermine le degré du polynôme K(t) (car c'est un polynôme n'est-ce pas?)

Posté par
Camélia Correcteur
re : equation différentielle 11-11-08 à 14:51

C'est le degré du polynôme du second membre augmenté de l'ordre de multiplicité de la racine qui est dans l'exponentielle. Ici, le second membre est (1+3i\pi t)e^{2i\pi t} le polynôme est de degré 1, 2i\pi n'est pas racine du polynôme caratéristique de l'équation homogène, donc degré 1. Tu peux regarder à la fin de cette fiche: Systèmes différentiels linéaires à coefficients constants

Posté par
rafa158
re : equation différentielle 11-11-08 à 15:15

oula pourquoi est-ce que le calcul au début doit être


(1+3it)exp(3it)??

On cherche un solution particulière de la forme K(t) exp(-it) mais comment arrive-t-on à cela? La réponse se trouve peut-être dans les messages précédents, mais je ne comprends pas..

Posté par
Camélia Correcteur
re : equation différentielle 11-11-08 à 15:24

y=K(t)e^{-i\pi t}

y'=K'(t)e^{-i\pi t}-i\pi K(t)e^{-i\pi t}

l'équation devient donc

K'(t)e^{-i\pi t}=(1+3i\pi t)e^{2i\pi t}

Posté par
rafa158
re : equation différentielle 11-11-08 à 15:27

Merci 1000 fois.

Je repasserai en cas de nécessité.

Posté par
downz
re : equation différentielle 11-11-08 à 15:28

ouaien fait  tu cherches
' et

=u(t)e^{-i\pi t}

'=K'(t)e^{-i\pi t}-i\pi K(t)e^{-i\pi t}

et apres tu remplaces dans l'équation

Posté par
rafa158
re : equation différentielle 11-11-08 à 15:59



J'ai beau faire et refaire les calculs, je comprends pas parce que je trouve y(t) = t*exp (3it) + Kexp(-it)  où t = p(t)

Pourquoi exp (2it) et pas exp (3t)?? Question témoignant peut-être d'une insuffisance dans la méthode d'apprentissage du cours, je vous l'accorde

Posté par
rafa158
re : equation différentielle 11-11-08 à 16:00

Je voulais dire



Pourquoi exp (2it) et pas exp (3it)?

Posté par
Camélia Correcteur
re : equation différentielle 11-11-08 à 16:21

Tu te trompes!

Posté par
rafa158
re : equation différentielle 11-11-08 à 16:41

Oui sûrement mais pourquoi??


Pourquoi c'est exp(2it)*p(t)+K*exp(-it) et pas exp(3it)*p(t)+K*exp(-it)

Posté par
Camélia Correcteur
re : equation différentielle 11-11-08 à 16:46

Parce que tu as pris y=K(t)e^{-i\pi t} et que tu as trouvé K(t)=te^{3i\pi t}

Posté par
rafa158
re : equation différentielle 11-11-08 à 16:53

J'ai l'impression d'être bête mais je comprends toujours pas

Voici ce que j'ai fais, après avoir trouvé la solution homogène Kexp(-it) :

On cherche une solution particulière de la forme


y(t) = K(t) exp(-it)

=> y'(t) = ...

L'équation devient donc : K'(t) = (1+3i) exp(3it)


On fait une IPP pour retrouver K(t) et là je trouve K(t) = t*exp(3it)


Donc l'ensemble des solutions serait, selon mes résultats


y(t) = exp(3it)*t+K*exp(-it)


Posté par
rafa158
re : equation différentielle 11-11-08 à 16:55

Si en plus je fais des erreurs de frappe...

L'équation devient donc : K'(t) = (1+3it) exp(3it)

Posté par
Camélia Correcteur
re : equation différentielle 11-11-08 à 17:02

Oui, mais tu as supposé que y=K(t)e^{-i\pi t}, tu as trouvé K(t)=te^{3i\pi t} donc

y=te^{3i\pi t}e^{-i\pi t}=te^{2i\pi t}

Posté par
rafa158
re : equation différentielle 11-11-08 à 17:10

ok merci!



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