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equation différentielle du second ordre

Posté par
superfonki
21-10-09 à 21:51

bonjour,

Pouvez vous m'aider finaliser cet exercice svp?

pour x dans [0;1], (1) u"(x) + u(x) = exp(alpha.x) avec alpha dans R.

u(0)=u(1)=0

je commence par résoudre l'équation homogène et je trouve:

y(x) = A.exp(x) + B.exp(-x)

puis j'exprime la solution de (1) comme étant de la forme z = u.exp(x) + v.exp(-x)

ensuite, je m'enlise...

d'avance merci!

Posté par
MatheuxMatou
re : equation différentielle du second ordre 21-10-09 à 21:54

bonsoir

si alpha différent de 1 et de -1, cherche une SP sous la forme Kexp(alpha*x)

sinon, cherche une SP sous la forme (ax+b)*exp(alpha*x) quand alpha=1 ou -1

Posté par
superfonki
re : equation différentielle du second ordre 22-10-09 à 08:15

merci!
je vais tacher de résoudre ce problème et je me permettrai surement de vous soumettre le résultat.
merci encore.

Posté par
MatheuxMatou
re : equation différentielle du second ordre 22-10-09 à 10:50

pas de quoi

MM

Posté par
superfonki
re : equation différentielle du second ordre 22-10-09 à 11:00

Bonjour,

Je me permet de vous exposer le debut de ma résolution.
Dan tous les cas j'apprécie vraiment votre aide sur ce sujet.

u''(x) +u(x) = exp(α.x) (E)
u''(x) +u(x) = 0 (E0)

Intégration de (E0):
y(x) = A.exp(x) + B.exp (-x)

Intégration de (E)

On cherche les solutions du type z = u.y1 + v.y2
Avec y1 = A.exp(x) et y2 = B.exp (-x)
A et B sont des constantes

On a les conditions suivantes :

u'.y1 + v' .y2 = 0
et
u'.y1' + v'.y2'= -exp(α.x)

Soit, après calcul :

u' = (-1/(2.A)).exp(x(α-1))
v' = (-1/(2.B)).exp(x(α+1))

1) cas α=1

u'= (-1/(2.A))

soit u = (-1/(2.A)).x + C (C = cste)

v' = (-1/(2.B)).exp(2.x)

soit v =  (-1/(4.B)).exp (2.x) + D (D = cste)

finalement, la solution complète est (pour α=1)

u(x) = A.exp(x) + B.exp(-x) + (-1/(2.A)).x + C) A.exp(x)  + ((-1/(4.B)).exp (2.x) + D) B.exp(-x)

u(x) = ((-1/(2.A)).x + C + 1) .A.exp (x) + ((-1/(4.B)exp(2x) + D + 1).B.exp(-x)

beaucoup de constante…

Posté par
Camélia Correcteur
re : equation différentielle du second ordre 22-10-09 à 14:29

Bonjour

Ca commence mal! Tu n'as pas les bonnes solutions pour u''+u=0

Posté par
superfonki
re : equation différentielle du second ordre 22-10-09 à 15:02

je m'excuse, une faute de frappe...
(E) : -u''(x) + u(x) = exp(α.x)

merci,

Posté par
Camélia Correcteur
re : equation différentielle du second ordre 22-10-09 à 15:21

Ah bon!

Alors fais ce que l'on t'a conseillé! Suppose \alpha\neq \pm 1 et cherche une solution particulière de la forme ke^{\alpha x} (une seule intdéterminée à trouver...)

Pour \alpha=1 cherche une solution kxe^x et pour \alpha=-1 une solution kxe^{-x}

Posté par
superfonki
re : equation différentielle du second ordre 22-10-09 à 15:35

Merci pour cette nouvelle réponse.
En fait j'essayais de comprendre pourquoi les SP sont de cette forme là.
Finalement, je cherche pas tant à résoudre le problème (enfin, si quand même!), mais plutôt à bien comprendre chaque étape afin de ne jamais être bloqué par une future et différente équation.
je crois qu'un nouveau retour vers les cours sur les equations est nécessaire...

plus de question à ce sujet, le prochain post sera pour proposer une solution !
merci!

Posté par
Camélia Correcteur
re : equation différentielle du second ordre 22-10-09 à 15:39

Regarde à la fin de ceci Systèmes différentiels linéaires à coefficients constants la forme générale des solutions

Posté par
superfonki
re : equation différentielle du second ordre 22-10-09 à 16:38

merci, je m'y plonge...

Posté par
MatheuxMatou
re : equation différentielle du second ordre 22-10-09 à 17:58

effectivement Camélia, je n'avais pas remarqué l'incohérence entre le premier membre et les solutions de l'EH ! je n'avais regardé que ces solutions et le second membre (sans le savoir j'ai bien fait) !

mm



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