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équa diff

Posté par audreymaths (invité) 03-01-08 à 15:05

bonjour voilà je dois résoudre une équation différentiel mais je ne me souviens plus comment on fait lorsque les coefficients ne sont pas constants

(1-x4)y'+4xy=0

une fois la solution trouver il faut determiner le RC et calculer la somme de cette série

Posté par
gui_tou
re : équa diff 03-01-08 à 15:08

Salut

Si ça peut t'aider : (Lien cassé)

Posté par
benisfree
re : équa diff 03-01-08 à 15:11

Equa diff du premier ordre
a(x)=1-x^4
b(x)=4x

a(x) s'annule pour x=1
Tu en déduis que il faudra faire l'étude sur différent interval
Ensuite tu fais
b(x)/a(x)
tu trouves la primitive de ça
tu trouves l'équation homogéne et vue que c'est une équa diff sans second membre c'est gagné!

Posté par
soucou
re : équa diff 03-01-08 à 15:18

Il faut la résoudre sur \mathbb{R} ?

C'est quoi le RC ?

Posté par
gui_tou
re : équa diff 03-01-08 à 15:19

rayon de convergence

Posté par
gui_tou
re : équa diff 03-01-08 à 15:20

Si on veut la résoudre sur R alors il faut trouver une solution de l'équa diff continue en 1

Posté par audreymaths (invité)re : équa diff 03-01-08 à 15:21

j'ai pas trop compris mais bon je vais essayer

Posté par
soucou
re : équa diff 03-01-08 à 15:33

Ok, t'injètes la série entière \displaystyle\sum_{k\leq1}a_kx^ka_k\in\mathbb{C} dans l'équation puis tu te ramènes à :

\displaystyle\sum_{k\leq1}\Big[(ka_k-a_{k+2}+(k+4)a_{k+4}\Big]x^{k+3}+(4a_4-a_2)x^3+(3a_3-a_1)x^2+2a_2x+a_1=0

Posté par audreymaths (invité)re : équa diff 03-01-08 à 15:42

oui j'ai fait de ta manière et je trouve ((n+4)an+4-nan-4an+2)xn+3=0
mais je ne vois pas comment tu trouves les autres termes

Posté par
soucou
re : équa diff 03-01-08 à 15:45

Je rectifie :

\displaystyle\sum_{k\leq1}\Big[-ka_k-a_{k+3}+(k+5)a_{k+5}\Big]x^{k+3}+(4a_4-a_2)x^3+(3a_3-a_1)x^2+2a_2x+a_1=0

Ainsi, a_1=a_2=a_3=a_4=0. Il faut bien voir que l'équation est homogène donc que la série est normalement issu d'un sous espace vectoriel sur R donc on peut arbitrairement choisir a_5=1 par exemple. Tu en déduis alors les autres termes par récurrence en remarquant que -ka_k-a_{k+3}+(k+5)a_{k+5}=0 pour k\geq5.

Posté par
soucou
re : équa diff 03-01-08 à 15:47

Attention la série entière tu la fais commencer à quel rang tu n'as pas forcémént le mêmme rang de x à chaque terme ?

Visiblement tu l'as fais commencer à 0 or tu obtiendras dans l'écriture du x^{-1} en dérivant !!!

Posté par audreymaths (invité)re : équa diff 03-01-08 à 15:49

oui j'ai commencer a 0 il faut dond ke je commence a 1!
mais je ne comprend toujours pas ton raisonnement

Posté par audreymaths (invité)re : équa diff 03-01-08 à 15:56

je viens d'essayer et si je commence a 0 ca ne pose pas de probleme puisque l'on a n devant donc la somme va s'annuler de même c'est n qui varie dans la somme pas x donc avoir du x-1 ne pose pas de problème
de plus même so on change les bornes de la somme les coeffcients ne changent pas donc coment obtient tu par exemple k+5 alor kil faudrait ajouter 4?

Posté par
soucou
re : équa diff 03-01-08 à 16:02

T'injèctes et t'obtiens \displaystyle (1-x^4)\sum_{k\geq1}ka_kx^k^{k-1}-x\sum_{k\geq1}a_kx^k=-\sum_{k\geq1}ka_kx^{k+3}+\sum_{k\geq1}a_kx^{k+1}-\sum_{k\geq1}ka_kx^{k-1}=... et tu regroupes en monômes de mêmes degré. Il doit avoir une érreur de signe dans mon dernier message, décidément !!

Posté par audreymaths (invité)re : équa diff 03-01-08 à 16:44

oui j'ai obtenu aussi ca enfin bon
c'est dans celui la qu'il y a une erreur de signe!

Posté par
soucou
re : équa diff 03-01-08 à 17:46

Oui, il manque un 4 aussi. Pas moyen de trouver une forme générale de a_n sinon l'indication pour résoudre cette équation (s'il y en a une) est elle d'utiliser une série entière ou c'est toi qui veut "absolument" en utiliser une ?

Posté par audreymaths (invité)re : équa diff 04-01-08 à 12:00

non l'indication est de résoudre l'équation puis ensuite trouver le rayon de convergence et la somme de la serie entière donc j'ai supposé que le résultat était sous la forme d'une série entière c'est pour cela que j'ai essayé cette methode mais il doit certainement y avoir une autre manière.

Posté par
veleda
re : équa diff 06-01-08 à 12:20

bonjour,
j'arrive sans doute un peu tard
je trouve bien a1=0
mais a0 est indéterminé
ensuite 2a2+4a0=0 =>a2=-2a0
3a3+4a1=0=>a3=0
4a4+4a2=0  soit a4+a2=0=>a4=-a2

pour la relation entre les coefficients j'ai en écrivant comme toi que le coefficient de xn+3
est nul
-nan+(n+4)an+4+4an+2=0 (1)

*si n=2p on a
(1)' -2pa2p+(2p+4)a2p+4+4a2p+2)=0
ce qui peut s'écrire
(2p+4)[a2p+4+a2p+2]-2p[a2p+2+a2p]=0 (1)'
comme a4+a2=0 en supposant quea2p+2+a2p=0
on en déduit par récurrence que a2p+4+a2p+2=0
et finalement  pour tout entier p a2p=2a0(-1)p
*si n=2p+1 on montre que les a2p+1 sont nuls

conclusion: on a
a0+a0\bigsum_{p=1}^oo2(-1)px2p
a0[1+2(-x²+x4-x6+x8-x10.......)]=
a0[-1+2/(1+x2)]=a0(1-x2)/(1+x2)

c'est ce que l'on trouve en intégrant y'/y=-4x/(1-x4)

bon dimanche



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