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Niveau terminale
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Vérifier qu'une fonction est solution d'une EDO de 2nd ordre

Posté par
meliecom
16-02-14 à 15:40

Bonjour,

Je travaille sur un devoir pour mon cours d'équations différentielles et d'accroche une peu sur une question.

L'énoncé est

"Démontrer qu'il n'y a aucune équation différentielle de la forme y'' + p(x)y' + q(x)y = 0 ayant y1 et y2 comme solutions, où p et q sont fonctions continues sur R. Si y1 = cos(x^2) y2= sin(x^2)"

Je ne sais pas trop comment faire, je voulais peut-être utiliser le théorème de Picard mais je ne sais pas si ça fonctionne pour le second ordre, et de plus je ne connais ni p ni q.

J'ai essayé de poser comme solution y = C1cos(x^2) + C2sin(x^2) où C1 et C2 sont des constantes et puis j'ai utilisé y, y' et y'' dans mon équation, mais je bloque et je n'arrive pas à vérifier que c'est une solution.

Merci d'avance!!

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Vérifier qu'une fonction est solution d'une EDO de 2nd ordr 16-02-14 à 17:34

Bonjour,
J'ai dérivé y1 deux fois, puis remplacé dans l'équation différentielle. Idem avec y2 .

En ajoutant les deux égalités obtenues, on trouve q(x) = 0 .
En remplaçant q(x) par 0 dans une des égalités, on trouve que p(x) ne peut pas être défini sur .

Posté par
meliecom
re : Vérifier qu'une fonction est solution d'une EDO de 2nd ordr 16-02-14 à 18:19

En ajoutant les égalités obtenues? Je ne comprends pas comment aller utiliser les deux équations afin de trouver q.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Vérifier qu'une fonction est solution d'une EDO de 2nd ordr 16-02-14 à 18:55

As-tu calculé y1' y1'' y2' y2'' ?

Les dérivées premières et secondes de y1 et y2 sont opposées.

Tu écris ensuite les deux égalités : y1'' + p(x)y1' + q(x)y1 = 0 et y2'' + p(x)y2' + q(x)y2 = 0 .

En ajoutant membre à membre, il ne reste que q(x)(cos2(x)+sin2(x)) = 0

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Vérifier qu'une fonction est solution d'une EDO de 2nd ordr 16-02-14 à 18:58

Je viens de réaliser que j'ai mal lu les fonctions y1 et y2

J'ai lu (cosx)2 et (sinx)2 .

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Vérifier qu'une fonction est solution d'une EDO de 2nd ordr 16-02-14 à 19:31

Je ne sais pas ce qu'est le théorème de Picard en terminale ; mais la méthode de 18h25 fonctionne ; seul la dernière ligne est fausse.
Pour éliminer q(x) tu multiplies y1'' + p(x)y1' + q(x)y1 = 0 par y2 et y2'' + p(x)y2' + q(x)y2 = 0 par y1 .
Puis tu soustrais.



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