Inscription / Connexion Nouveau Sujet

1 2 +


Posté par
kaiser Moderateur
re : equa diff y'-y=exp(x) 23-08-06 à 23:59

Citation :
mais pas d'IPP en vu de mon coté !


Parce que tu utilises le fait que les primitives d'une fonction du type \Large{f(x)=P(x)e^{ax}} est du type \Large{F(x)=Q(x)e^{ax}+K} avec Q et P de même degré ou alors parce que tu utilises le résultat énoncé dans ton message de 11h20 ?

Posté par
lyonnais
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 00:03

Parce que j'utilise le théorème énoncé dans mon message de 11h20

Par contre, je viens d'apprendre un truc là !

Je ne savais pas que les primitives de x -> P(x).exp(ax) sont du type x -> Q(x).exp(ax) + K avec Q et P de même degré

C'est toujours bon à savoir Merci pour cette information ! C'est un théorème ?

Bonne nuit, je vais me coucher

Romain
  

Posté par
kaiser Moderateur
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 00:10

C'est pas un théorème à proprement dit mais disons que ça peut se deviner.
Il suffit de partir de l'expression \Large{Q(x)e^{ax}} de dériver et d'identifier.
Ainsi, il faut trouver un polynôme Q tel que \Large{P=Q'+aQ} (bien sûr, je suppose a non nul).
Sous réserve d'existence, cette égalité assure que P et Q sont de même degré.
Pour l'existence, c'est de l'algèbre !
En effet pour tout n, l'application \Large{Q\mapsto Q'+aQ} est un endomorphisme de \Large{\mathbb{R}_{n}[X]} et on voit assez facilement que c'est un automorphisme car cette application est injective (le noyau est réduit au polynôme nul).

Kaiser

P.S : bonne nuit !

Posté par
lyonnais
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 08:47

ça marche, merci Kaiser !

Posté par
lyonnais
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 09:27

Puisea >

J'ai fini de tapper ma correction

J'attends ta réponse et je te balance tout ça

Romain

Posté par
puisea Posteur d'énigmes
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 09:29

Bonjour à tous,

Dans ce cas je vais pas vous faire attendre, je m'y mets tout de sute

Posté par
lyonnais
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 09:33

Prends ton temps

Marche toujours pas msn ... ( peut-être à cause du site que je t'ai donné? )

Romain

Posté par
puisea Posteur d'énigmes
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 09:34

Bon alors en reprenant rapidement le théorème que tu m'as donné (11h20 hier) avec la deuxième équation on voit que

m = -1 et a = -1

Donc Q est de coeff 2 et donc du type ax² + bx + c

En remettant tout ca dans l'équation, j'en arrive à :

x² - 4ax - 2b = 0

Mais ca m'aide pas vraiment pour trouver a et b... Il y a beaucoup de possibilités.

Posté par
lyonnais
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 09:39

Normalement ce n'est pas possible d'arriver à ton équation :

je n'ai pas la même équation, mais il doit y avoir un coeff devant le x²

d'ailleurs, on est passé le c ?

Et après tu appliques :

deux polynômes sont égaux ssi les coefficients des termes de même degré sont égaux.

Posté par
lyonnais
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 09:42

Parce que pour cette partie d'équa diff, la fonction solution est :

f2 : x -> (ax² + bx + c).e-x

Et quand en remplaçant dans l'équation, tu dérives et il y a des moins qui apparaissent à cause du e-x

Posté par
puisea Posteur d'énigmes
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 09:53

Pour ce qui est de l'identification on est d'accord...

Je reprend tout en détail...

Alors on a :

4$ y'-y=\frac{1}{2}x^2e^{-x}

On a donc : 4$ \fbox{a=-1\\m=-1} et donc 4$\fbox{-a \neq m}

Donc a Q de coefficient 2 et donc du type ax^2+bx+c

On a donc comme solution de l'équation : 4$\fbox{\rm x -> Q(x)e^{-x}}

En remplacant dans l'équa diff :

4$Q'(x)e^{-x} - Q(x)e^{-x} - Q(x)e^{-x}=\frac{1}{2}x^2e^{-x}

Ca nous donne :

4$2ax + b - 2ax^2-2bx-2c = \frac{1}{2}x^2

Donc par identification :

4$ -2a = \frac{1}{2}\leftrightarrow a = -\frac{1}{4}

4$ 2a - 2b = 0 \leftrightarrow b = -\frac{1}{4}

4$ b - 2c = 0 \leftrightarrow c = -\frac{1}{8}

Ce qui nous donnerait comme solution particulière

4$ f_2(x)=-\frac{1}{4}(x^2+x+\frac{1}{2})e^{-x}

En espérant ne pas avoir écris trop d'erreur

Posté par
lyonnais
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 09:57



Enfin, moi j'avais considéré :   4$\rm \fbox{ y'-y = -\frac{1}{2}x^2e^{-x} }

Mais comme je trouve :  4$ f_2(x) = \frac{1}{4}(x^2+x+\frac{1}{2})e^{-x}

Il n'y a pas de problème :D

Tu tiens le bon bout, reste à regrouper les résultats

Romain

Posté par
Nightmare
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 10:02

Pourquoi ne reprendrait-on pas ma technique ?

3$\rm y'-y=\frac{1}{2}x^{2}e^{x}+\frac{1}{2}e^{-x}

En multipliant par exp(-x) :
3\rm \frac{d}{dx} (e^{-x}y(x))=\frac{1}{2}x^{2}+\frac{1}{2}x^{2}e^{-2x}

Ainsi :
3$\rm e^{-x}y(x)=\frac{1}{6}x^{3}+\Bigint \frac{1}{2}x^{2}e^{-2x}dx

Avec une double IPP, la deuxième intégrale est facilement calculable, on conclut rapidement.

Posté par
puisea Posteur d'énigmes
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 10:03

Cool

et bien dans ce cas comme je le disais plus haut dans un de mes posts précédents :

En admettant que 4$\fbox{f_2} est solution particulière de la deuxième équation, alors on aurait comme solution particulière de l'équation différentielle complète :

4$\fbox{f_0(x)%20=%20f_1%20-%20f_2%20=%20\frac{1}{6}x^3e^x%20-%20f_2}

et donc :

4$\fbox{f_0(x)%20=%20f_1%20-%20f_2%20=%20\frac{1}{6}x^3e^x%20+%20\frac{1}{4}(x^2+x+\frac{1}{2})e^{-x}}

Donc voila la solution particulière... Comme au début on a vu que la solution type sur l'équation homogène associée était :

4$ x -> ke^x

On a comme solution générale :

5$f_0(x)+ke^x = %20\frac{1}{6}x^3e^x%20+%20\frac{1}{4}(x^2+x+\frac{1}{2})e^{-x} + ke^x

D'ailleurs à ce propos, pourquoi on fait la somme de la solution particulière et de la solution type de l'équation homogène associée ?

Posté par
Nightmare
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 10:04

Remplacer le + entre les exp(x) dans la première égalité par un - (et faire les changements necessaires pour le reste)

Posté par
lyonnais
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 10:06

Petite faute de frappe :

3$\rm y'-y = \frac{1}{2}x^{2}e^{x} + \frac{1}{2}x^2e^{-x}

Enfin bon pas de problème pour la suite

grr toi et ta technique

Citation :
Pourquoi ne reprendrait-on pas ma technique ?

parce que l'on a pas envie de faire d'IPP  

Nan sérieusement, c'est vrai que ta technique est super, mais ça ne marche pas tout le temps ... sinon ça se saurais

Posté par
Nightmare
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 10:06

Puisea :

On considère l'équation a(x)y'+b(x)y=c(x)

Soit f une solution de cette équation différentielle et g toutes les solutions de l'équation homogène.

a(x)(f-g)'+b(x)(f-g)=a(x)f'+b(x)f-(a(x)g'+b(x)g)=a(x)f'+b(x)f+0=c(x)

les fonctions f-g sont donc bien solution de l'équation différentielle.


Jord

Posté par
lyonnais
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 10:10

Puisea >

Je te donne ma correction ( Jord va rire, parce que ça parait long )

On cherche à résoudre l'équation  3$\rm \fbox{ y'-y = x^2.sh(x) = \frac{1}{2}(e^x-e^{-x})x^2}  (1)

Solution de l'équation homogène :

3$\rm \fbox{ y'-y = 0 }  (2)  Solution :    3$\rm \red \fbox{x -> A.e^x}

Apllication du principe de superposition :

On cherche donc à résoudre séparement :

3$\rm \fbox{ y'-y = \frac{1}{2}(e^x)x^2}  (3)

et

3$\rm \fbox{ y'-y = -\frac{1}{2}(e^{-x})x^2}  (4)

Résolution de (3) :

type y' + ay = P(x)emx  avec  P(x) = (1/2)x²   m = 1   et  a = -1

m = -a donc solution du type  f1 : x -> (ax3+bx²+cx+d).ex

f1 est solution de (3) ssi quelque soit x élément de R :

(3ax²+2bx+c).ex + (ax3+bx²+cx+d).ex - (ax3+bx²+cx+d).ex = (1/2)x²ex

3ax²+2bx+c = (1/2)x²

Deux polynômes sont égaux ssi les coefficients des termes de même degré sont égaux :

3$\rm \{ 3a = \frac{1}{2} \\ 2b = 0 \\ c = 0 \Leftrightarrow 3$\rm \{ a = \frac{1}{6} \\ b = 0 \\ c = 0

et   3$\rm \red \fbox{ f1 : x -> \frac{1}{6}(e^x)x^3 }

Résolution de (4) :

type y' + ay = P(x)emx  avec  P(x) = -(1/2)x²   m = -1  et  a = -1  solution  f2 : x -> (ax²+bx+c).e-x

f2 solution de (4) ssi quelque soit x élément de R :

(2ax+b).e-x - (ax²+bx+c).e-x - (ax²+bx+c).e-x = -(1/2)x²e-x

-2ax² + x(2a-2b) + b-2c = -(1/2)x²

Deux polynômes sont égaux ssi les coefficients des termes de même degré sont égaux :

3$\rm \{ -2a = -\frac{1}{2} \\ 2a-2b = 0 \\ b-2c = 0  \Leftrightarrow  3$\rm \{ a = \frac{1}{4} \\ b = \frac{1}{4} \\ c = \frac{1}{8}

et  3$\rm \red \fbox{ f2 : x -> (\frac{x^2}{4}+\frac{x}{4}+\frac{1}{8})e^{-x} }

Les solutions générales de (1) :

5$\rm \magenta \fbox{ f : x -> A.e^x + \frac{1}{6}x^3e^x + (\frac{x^2}{4}+\frac{x}{4}+\frac{1}{8})e^{-x} = e^x(A+\frac{x^3}{6})+\frac{e^{-x}}{8}(2x^2+x+1)}

Romain

Posté par
puisea Posteur d'énigmes
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 10:15

Merci pour le détail Romain

Merci Jord pour l'explication, j'ai compris

Posté par
lyonnais
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 10:17

juste :

Dans ta réponse :

Citation :
5$f_0(x)+ke^x = %20\frac{1}{6}x^3e^x%20+%20\frac{1}{4}(x^2+x+\frac{1}{2})e^{-x} + ke^x

Il ne faut pas mettre le k.ex à gauche -> cf la démo de Jord !

De rien pour la correction

En tout cas, félicitations ! Une année bien partie

Romain

Posté par
Nightmare
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 10:17

Si lyonnais c'est ça qui est bien, elle marche tout le temps

On considère l'équation différentielle a(x)y'(x)+b(x)y(x)=c(x)

En multipliant par une fonction Q dérivable arbitraire :
Q(x)a(x)y'(x)+Q(x)b(x)y(x)=c(x)Q(x)

Il faut trouver Q telle que :
3$\rm \{{\frac{d}{dx} Q(x)a(x)=Q(x)b(x)

Soit :
3$\rm Q'a+Qa'=Qb
Ou encore :
3$\rm Q'a=Q(b-a')
soit finalement :
3$\rm \frac{Q'}{Q}=\frac{b}{a}-\frac{a'}{a}
On en déduit en intégrant :
3$\rm ln|Q|=\Bigint \frac{b}{a}-ln|a|
C'est à dire :
3$\rm Q(x)=e^{\Bigint \frac{b(x)}{a(x)}dx}-a(x)

Q ainsi définie vérifie le système plus haut. On peut par conséquent écrire :
3$\rm \frac{d}{dx} (Q(x)y(x))=Q(x)c(x)
Soit :
3$\rm Q(x)y(x)=\Bigint Q(x)c(x)dx
D'où :
3$\rm y=\frac{1}{Q}\Bigint  Qc

Comme on connait Q ...

Le problème est bien sûr qu'on ne peut pas toujours intégrer b/a ou Q.c, mais en dehors de ça, ça marche

Posté par
lyonnais
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 10:23

Trop bien !!

Merci Jord : génial

Je réfléchirai à deux fois alors maintenant avant de me lancer dans des calculs qui peuvent être fait en 2sec !

Merci beaucoup

Romain

Posté par
puisea Posteur d'énigmes
re : equa diff y'-y=exp(x) 24-08-06 à 10:26

Euh de mon coté je suis un peu décroché

je vais reprendre tout ca calmement

On sent que la reprise approche => plus en plus de messages par jour. Non ?

1 2 +




Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1736 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !