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Niveau maths spé
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Fonction de deux variables

Posté par
gbm Webmaster
04-02-09 à 16:08

Bonjour, j'ai cet exercice à faire et j'ai quelques petites questions dessus. L'énoncé est le suivant :
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
On considère le système des 2 équations différentielles (S) défini par
 \frac{dx}{dt} = x - xy et \frac{dy}{dt} = -y + xy où x et y sont deux fonctions inconnues de t.

On désigne par X et Y la solution de (S) vérifiant X(0)=2 et Y(0)=1 (on admet l'existence et l'unicité de cette solution sur IR et que X(t) et Y(t) prennent des valeurs positives).

1)Montrer que t de IR,  \frac{expX(t)}{X(t)} = KY(t)exp(-Y(t)) où K est une constante à déterminer.

2) A partir de l'étude de la fonction f définie sur ]0;+inf[ par f(u)=exp(u)/u, établir que :
a)Il existe un nombre 0<<1 tel que, pout tout t réel,
X(t)2 et Y(t)2.
b)Etant donné un x réel tel que Kyexp(-y)=exp(x)/x possède exactement 2 solutions positives comprises entre et 2.
c)Si le couple (x;y) vérifie Kyexp(-y)=exp(x)/x, il en est de même pour le couple (y,x).
d)Si t est tel que X(t)=2, ou X(t)=, alors on a Y(t)=1, X'(t)=0 et Y'(t)0.
4) Tracer l'allure de la courbe paramétrée par x=X(t),y=Y(t) pour =0,4.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
1) J'ai essayé de mettre les variables d'un côté et K de l'autre. Puis je dérive K mais ça n'a pas l'air d'être la bonne méthode pour trouver K...
2) La fonction f est décroissante de 0 à 1 puis croissante après. Sa limite est +inf en +inf.
Je ne vois pas comment procéder.

Merci à ceux et celles qui pourront m'aider .


Posté par
gbm Webmaster
re : Fonction de deux variables 04-02-09 à 16:34

help...

Posté par
femy
re : Fonction de deux variables 04-02-09 à 16:51

attend  je vais en parler à un eleve de ma classe, on est à la bibliotheque.

Posté par
femy
re : Fonction de deux variables 04-02-09 à 16:52

parceque moi, je n'ai pas vraiment d'idée. je suis pas en spé math

Posté par
gbm Webmaster
re : Fonction de deux variables 04-02-09 à 16:56

ok

Posté par
carpediem
fonctions de deux variables 04-02-09 à 17:17

salut
si tu dérives la fonction txye-x-y alors vvec les hypothèses tu trouves 0
donc cette fonction est constante et tu as ta relation

Posté par
gbm Webmaster
re : Fonction de deux variables 04-02-09 à 17:20

ok mais pour déterminer la constante comment je fais ?

Posté par
carpediem
fonctions de deux variables 04-02-09 à 17:22

si ta dérivée est nulle c'est que la fonction est constante =k

Posté par
carpediem
fonctions de deux variables 04-02-09 à 17:23

... ensuite X(0) et Y(0) te donne k...

Posté par
gbm Webmaster
re : Fonction de deux variables 04-02-09 à 17:24

ok seule chose on me dit :"où K est une constante à déterminer" c'est ça qui me pose pb

Posté par
gbm Webmaster
re : Fonction de deux variables 04-02-09 à 17:25

ok (j'ai posté moins vite)
Pour la 2) j'ai étudier la fonction mais je ne vois pas trop comment faire

Posté par
carpediem
fonctions de deux variables 04-02-09 à 17:49

tu sais que f(t)= ex/x * ey/y = e3/2 (=k)

et que ueu/u est minorée par e et tend vers + en 0

donc f(t)>exp(x)/x
donc a tel que x>a

de même b tel que y>b

et tu prends =max (a,b)

Posté par
gbm Webmaster
re : Fonction de deux variables 04-02-09 à 18:02

f(t)>exp(x)/x
donc a tel que x>a

et f(t)>exp(y)/y
mais comment déterminer a et b (désolé je suis long à la détente)

Posté par
carpediem
fonctions de deux variables 04-02-09 à 18:19

notons g la fonction exp(u)/u ; alors f(t)=g(x)g(y)=k

or g est strictement décroissante de ]0,1] dans [e,+inf[

donc k=f(t)>g(x)e donc g'x)<k/e=e²/2 et a est l'antécédent de e²/2 par g dans ]0,1]

rem par symétrie en x et y b=a= (c'est d'ailleurs ce qu'on te demande en 2c)

d'autre part g(2)=e²/2 donc <x(t)<2

idem pour y

Posté par
gbm Webmaster
re : Fonction de deux variables 04-02-09 à 18:39

ok je comprends mieux .
Une dernière chose,
pour la d)je dois repartir de la relation ?

Posté par
carpediem
fonctions de deux variables 04-02-09 à 18:50

utilise 1) et (S)

Posté par
gbm Webmaster
re : Fonction de deux variables 04-02-09 à 19:00

ok merci beaucoup, je pense pouvoir me débrouiller seul maintenant

Posté par
gbm Webmaster
re : Fonction de deux variables 04-02-09 à 19:10

oups une petite question :
pour la 1)
je dérive h(t)=xye-x-y
et je remplace x'(t) et y'(t) par les valeurs du système ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Fonction de deux variables 04-02-09 à 19:14

dans ce cas je trouve h'(t)=x(y-1) + y(1-x)

Posté par
gbm Webmaster
re : Fonction de deux variables 04-02-09 à 19:17

K = xyexp(-x-y)
dK/dt = exp(-x-y)[ x'y +xy' -x' -y' ] puis on remplace x' par x-xy et y' par -y+xy ?

Posté par
carpediem
fonctions de deux variables 04-02-09 à 19:24

si x(t)= ou 2 alors ky(t)exp(-y(t))=e²/2 et en remplaçant k par e3/2 alors y(t)=1

donc x'(t)=2-2*1=0 et y'(t)=-2+2*1=10

Posté par
gbm Webmaster
re : Fonction de deux variables 04-02-09 à 19:27

je ne demandais pas d) (merci quand-même ).
Juste une petite précision :
pour la 1)
K = xyexp(-x-y)
dK/dt = exp(-x-y)[ x'y +xy' -x' -y' ] puis on remplace x' par x-xy et y' par -y+xy (valeir de (S))?

Posté par
carpediem
fonctions de deux variables 04-02-09 à 19:29

je ne comprends pas ce que tu cherches à faire

mais n'oublie pas que k est une constante

Posté par
gbm Webmaster
re : Fonction de deux variables 04-02-09 à 19:36

Dans le 1) Kyexp(-y)=exp(x)/x
soit K=xyexp(-x-y)
Pour montrer que c'était une constante, vous m'avez dit de dériver K et de montrer que c'est nul.
donc dK/dt = exp(-x-y)[ x'y +xy' -x' -y' ] puis on remplace x' par x-xy et y' par -y+xy (valeur de (S))?
non ?

Posté par
carpediem
fonctions de deux variables 04-02-09 à 19:51

ok mais ton crochet est x'y+xy'+xy(-x'-y')
puis tu remplaces x' et y'

Posté par
gbm Webmaster
re : Fonction de deux variables 04-02-09 à 19:57

à oui je l'ai oublié.
Merci beaucoup et bonne soirée

Posté par
carpediem
fonctions de deux variables 04-02-09 à 20:12

de rien et à toi aussi



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