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DM equations différentielles part2

Posté par
hustler
30-11-11 à 17:25

Deuxième partie du DM :

On note f(t)le nombre de ménages vivant en France équipés d'un ordinateur (t est exprimé en années et f(t) en millions de ménages).
On pose t=0 en 1980 et on sait que f(0)=0.01.
Le modèle de Verhulst estime que sur la période 1980-2020, f est solution de l'équation différentielle:

(E1) : y' = 0.022y(20-y) 0.44y - 0.022y²


1) On pose u= 1/f
Démontrer que f est solution de (E1) si, et seulement si, u est solution de l'équation différentielle :

(E2) : y' = -0.44y + 0.022

--> Alors la j'ai fait u=1/f donc u'=f'/f².
J'ai d'abord transofrmé (E2) : -f'/f² = -0.44 x 1/f + 0.022
f'/f² = 0.44/f - 0.022
f'    = 0.44f²/f - 0.022f²
f'    = 0.44f - 0.022f²
Donc u est solution de (E2) ssi f est solution de (E1)

2) Résoudre l'équation (E2) et en déduire l'ensemble des solutions de l'équation (E1).

---> Bloqué :'(

3) Démontrer alors que la fonction f est définie sur [0;+[ par :
f(t) 20 / 1+1999e^-0.44t

4)a) Démontrer que pour tout réel t de [0;+[, 0<f(t)<20.
b) Construire la courbe représentative de f dans un repère orthogonal sur l'intervalle [0;40].

Merci de votre aide!

Posté par
MisterJack
re : DM equations différentielles part2 30-11-11 à 18:50

Hello,

2)

Il faut d'abord résoudre l'équation homogène y'=-0,44y dont les solutions sont :

f_k=ke^{-0,44t}.

Ensuite il faut trouver une solution particulière de y'=-0,44y+0,022 comme par exemple une fonction constante :

g(x)=a

On trouve a=0,05...et on ajoute les deux types de solutions :

g_k(t)=ke^{-0,44t}+0,05.

ce sont les solutions de (E2).

Posté par
hustler
re : DM equations différentielles part2 01-12-11 à 11:47

Tout d'abord merci de ta reponse

Alors, j'ai bien  compris ce que tu as fait mais dans mon cours on applique directement la formule ke^-0,44t - b/a pour avoir l'ensemble des solutions, et ca me donne bien ke^-0,44 + 0,05 = ke^-0,44t + 1/20
Ce sont les solutions de (E2), et d'après 1), u est solution de (E2), donc les solutions de (E1) sont de la forme 1/u car u=1/f .
Les solutions de (E1) sont donc 1/(ke^-0,44t + 1/20).

3) On a donc f=1/u = 1/(ke^-0,44t + 1/20) avec f(0)=0,01
Donc 1/(ke^-0,44t + 1/20) = 0,01
20/20ke^-0,44t + 1 = 0,01
20 = 0,2K + 0,01
(20-0,01)/ 0,2 = K
99,95 = K

Donc f= 20/20x99,95e^-0,44t +1 = 20/1999e^-0,44t

4) euh alors la... Aucune idée...

Posté par
MisterJack
re : DM equations différentielles part2 01-12-11 à 15:34

4)

0\le e^{-0,44t}\le 1
 \\ 1\le 1+1999e^{-0,44t}\le 2000
 \\ \frac{1}{2000}\le \frac{1}{1+1999e^{-0,44t}}\le 1

bon là tu termines

et la courbe :

DM equations différentielles part2

Posté par
hustler
re : DM equations différentielles part2 02-12-11 à 15:17

j'ai reussi a finir, et merci pour la courbe hahaha

Merci de ton aide

Posté par
MisterJack
re : DM equations différentielles part2 02-12-11 à 17:51

Posté par
hustler
re : DM equations différentielles part2 04-12-11 à 20:28

Arf, je viens de m'apercevoir qu'il me manque 2questions que je n'avais pas vu :
Apres la 4)a), la 4)b) est en fait :
En deduire sans calcul que f est strictement croissante sur [0,+infini[.
Je dois dire que si l'exp' est strictement croissante, alors 1999exp^-0,44t est strictement croissant, etc?

5)a) Calculer la limite de f(t) lorsque t tend vers +infini
Vu la courbe jdirais que ca tend vers 20, mais pour le calcul..

5)b) c'etait la courbe, ca c'est bon

Posté par
MisterJack
re : DM equations différentielles part2 04-12-11 à 21:06

4) b)
sans calcul
Moi je ferais :
comme f(t) est solution de l'équation (E1), f'(t)=0,022f(t)(20-f(t)).
Or 0<f(t)<20 donc 20-f(t)>0 ce qui fait que f'(t)>0, et f est croissante.

5)a)

e^{-0,44t} tend vers 0 donc 1+1999e^{-0,44t} tend vers 1 et f(t) tend vers 20/1=20.

Posté par
hustler
re : DM equations différentielles part2 05-12-11 à 08:53

Ben punaise c'est du rapide misterjack!
Encore une fois merci, je cours rendre mon dm :d

Posté par
MisterJack
re : DM equations différentielles part2 05-12-11 à 11:30



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