Bonjour à tous,
J'ai une question:
Pour cette équation différentielle d'ordre 2:
y''+3y'+2y= (cos x + sin x) * exp(-x)
Je trouve les racines du polynôme caractéristique = -1 et -2 et donc la solution générale.
Ma question concerne la forme de l'équation particulière: Normalement elle est de la forme:
y1= a * exp(-x) * cos x + b * exp(-x) * sin x
Cependant comme -1 est racine du polynôme caractéristique, la solution devrait être de la forme:
y1= A(x) * exp(-x) * cos x + B(x) * exp(-x) * sin x
Avec A(x) et B(x) des polynômes de degré 1.
Pas vrai? C'est la question que je me pose, car je continu mon calcul:
y1'=(A'-A+B)* exp(-x) * cos x + ((B'-B-A)* exp(-x) * sin x
et y1''=(A''+2B'-2A-2B)* exp(-x) * cos x + ((B''-2B'+2A-2A')* exp(-x) * sin x
Voila, quand je remplace dans l'équation, je trouve que A(x)=-2/5 et B(x)=-3/5 et non des polynômes de degré 1...
Pouvez vous me dire si le fait d'avoir -1 comme racine du polynôme caractéristique ne change pas le fait que a et b doivent être des constantes?
Merci bien!
Bonjour Facker,
Citation : << Je trouve les racines du polynôme caractéristique = -1 et -2 et donc la solution générale. >>
D'accord. C'est exact. Mais où est cette solution générale, écrite noir sur blanc ?
Si tu l'écris, tu vois qu'elle ne contient pas exp(-x)cos(x). Elle ne contient pas non plus exp(-x)sin(x).
Donc toute la suite de ton raisonnement ne tient pas.
Bonsoir,
La "solution générale" est en fait la solution sans second membre qui est:
x->C*exp(-x)+D*exp(-2x); C,D appartiennent à R
La suite du raisonnement et ma question concernent en fait l'équation particulière avec le second membre.
Merci de votre aide.
Bonsoir,
tu as écrit : << Cependant comme -1 est racine du polynôme caractéristique, la solution devrait être de la forme:
y1= A(x) * exp(-x) * cos x + B(x) * exp(-x) * sin x
Avec A(x) et B(x) des polynômes de degré 1. >>
- Il n'y a aucune raison pour que A(x) soit un polynome de degré 1 puisque la fonction (exp(-x) * cos x) ne figune pas dans la solution générale. On ne doit pas s'étonner de trouver un coefficient A constant.
Bonsoir.
La solution générale de l'équation homogène est :
y = a.e-x + b.e-2x
Pour chercher une solution particulière de l'équation complète, on pose y = e-x(A.cos(x) + B.sin(x)).
En dérivant deux fois, puis en reportant dans l'équation, il ne reste qu'à identifier.
Je trouve A = -1 et B = 0.
Donc : y0 = -e-x.cos(x)
Bonsoir Raymond!
Merci beaucoup pour cette réponse précise.
Donc en fait même si on a l'exponentiel d'une racine du polynôme caractéristique dans le second membre, les coefficients A et B ne sont pas des polynômes de degré 1 mais bien des constantes pas vrai?
En fait, j'avais fait l'analogie avec des second membres de la forme P(x)*exp(mx) où m est une racine du polynôme caractéristique.La solution était donc une solution de la forme Q(x)*exp(mx) avec degré de Q=degré de P +1
Tu confirmes donc que cette "astuce" ne s'applique pas lorsqu'on a des cosinus, de sinus et d'exponentielles dans le second membre.
De plus peux-tu me confirmer que si j'ai un second membre de la forme P(x)*cos(tx)*exp(mx) où m est une racine du polynôme. La solution sera de la fome Q(x)*(a sin tx + b cos tx)*exp(mx)avec degré de Q=degré de P +1?
Merci encore
La présence dans le second membre d'une exponentielle identique à l'une des deux exponentielles solutions de l'équation homogène entraine effectivement un degré supérieur si un polynôme multiplie cette exponentielle.
Cela s'appelle phénomène de résonnance.
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