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Analyse numérique, Convergence du schéma d'Euler Explicite

Posté par
mak_le_ouf
24-06-08 à 11:37

Bonjour,

Voici l'énoncé d'un problème d'analyse numérique.

Soit le système différentiel dans \mathbb{R^2}
x' = 2(x - ty)
y' = 2y

sous la condition initiale, (x,y)|_{t=o} = (x_0, y_0)
1) Déterminer la solution
2) On utilise la méthode d'Euler avec pas constant \Delta t démarrant au temps t_0 = 0. Soit (x_n ,y_n) le point atteint au temps t_n = n \Delta t , n\in \mathbb{N}

a) Ecrire la relation qui lie (x_n,y_n) et (x_{n+1} , y_{n+1})

b)Calculer explicitement (x_n , y_n) en fonction de n, \Delta t, x_0 , y_0

c) Vérifier que la solution approchée (x_n , y_n) converge sur \mathbb_{R^+}



J'ai un gros soucis pour la convergence de la solution. je ne vois pas du tout comment m'y prendre..
Pour le reste voila comment j'ai procédé:

1) Pour la solution du système j'ai utilisé la méthode de la variation de la constante et j'ai trouvé:


 x(t) = e^{2 t}(x_0 - t^2 y_0)
et y(t) = y_0 e^{2 t}

2) En appliquant Euler explicite j'obtient cette relation:

x_{n+1} = x_n + 2 \Delta t (x_n - t_n y_n) et
y_{n+1} = y_n + 2 \Delta t y_n

b) Pour y_n j'obtiens une suite geometrique de raison 1 + 2 \Delta t
et pour x_n j'ai conjecturé une formule de récurrence qui me semble logique:

x_n = x_0(1 + 2 \Delta t)^n - 2n \Delta t (1 + 2 \Delta t)^{n-1} y_0

J'aimerais savoir comment montrer la convergance de la solution approchée vers la solution exacte du probleme



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