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Equa diff avec des matrices!

Posté par
robby3
30-11-07 à 18:46

Bonjour à tous,
je comprend pas comment on résoud une équation différentielle avec des matrices.
Voici un exemple:

Soit A=
-1 1 0
0 -1 1
0  0 -1

et Vo=
2
1
-3

Résoudre le probleme de Cauchy Y'=AY,Y(0)=Vo

Déjà A est pas diagonalisable,on remarque que
A=-I+N
ou N^3=0

donc on essaye de calculer exp(t.A)=exp(-tI)exp(tN)
et le probleme c'est que je sais pas comment on fait...
Comment je calculer l'exponentielle d'une matrice...?

Merci d'avance de votre aide

Posté par
Rodrigo
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 18:48

Bon ben exp(tI) ca devrait pas etre trop dur. Pour la nilpotente reviens à la def de l'exponentielle sous forme de serie

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 18:49

Salut robby, c'est simple

Utilise le développement de e^{tN} en série entière et observe qu'il n'y a que 3 termes non nuls dans ce DSE.

Tigweg

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 18:51

Salut Rodrigo

Posté par
robby3
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 18:53

Re Rodrigo!
Salut Tigweg!!

exp(-tI)=exp(-t)

exp(tN)=(I+tN+t²/2 N²) ??
c'est ça??



:?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 18:54

Oui, car N^3=0.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 18:55

Par contre

Citation :
exp(-tI)=exp(-t)

>Ca c'est faux, c'est plutôt la matrice (3;3) diagonale dont chaque terme non nul vaut e^{-t}

Posté par
robby3
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 18:56

ok donc ça me donne:

exp(-t).B
B=
1 t t²/2
0 1 t
0 0 1

Posté par
robby3
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 18:57

c'est un produit de matrice 3x3??

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 19:00

Pas d'accord, il faut multiplier B à gauche par la matrice diagonales diag(e^{-t}), ça ne revient pas à multiplier chaque coefficient par e^{-t}.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 19:01

Citation :
c'est un produit de matrice 3x3??



->Oui!

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 19:02

Désolé robby j'ai dit une bêtise monstrueuse, ça revient évidemment au même!

Posté par
robby3
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 19:03

ok et donc une fois le produit effectuer,je fais quoi pour revenir à la solution du probleme de cauchy??

Posté par
robby3
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 19:05

okiii!!!
pas grave moi j'en fais tout le temps

Posté par
robby3
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 19:15

donc une fois qu'on a calculer exp(tA)
je fais quoi??
en fait je savasi juste qu'il fallait calculer l'explonetiele mais aprés,quelle est la méthode?

Posté par
Rodrigo
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 19:18

La solution est alor exp(tA)V0

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 19:19

Désolé, je préparais la tambouille!

La solution est exp(tA)V0.

C'est une matrice de format (3;1) (donc un vecteur colonne) puisque exp(tA) est de format (3;3) et V0 de format (3;1).

Posté par
robby3
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 19:20

Donc de maniere générale,la solution matricielle de Y'=AY
c'est Y(t)=exp(tA).Vo
ou Vo=Y(0)
?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 19:20

Oui!

Posté par
robby3
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 19:23

OK!!
Merci Tigweg et Rodrigo!!
Encore une fois c'est parfait

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Equa diff avec des matrices! 30-11-07 à 20:00

Pour ma part, avec plaisir robby



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