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Niveau Maths sup
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Equation différentielle

Posté par
chaizey
03-03-08 à 15:03

Bonjour,
Je ne sais pas si cela est considéré comme un double post mais comme ce n'est pas le même exercice...
Je dois déduire de (Pn): (1-X)^n Fn +X^n Gn=1 et de Fn(1)=0 que Fn est solution sur R de l'équation différentielle:

       ny-(1-x)y'=n(2n-1    n)x^(n-1)

Rq: entre parenthèse il s'agit d'une combinaison

merci

Posté par
Camélia Correcteur
re : Equation différentielle 03-03-08 à 15:31

Bonjour

Qui est Gn?

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 03-03-08 à 15:33

Gn fait parti de l'unique couple (Fn,Gn) solution de (Pn).
Fn et Gn appartiennent à Rn-1[X]

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 03-03-08 à 15:36

Il vous faut la valeur de Gn et Fn pour pouvoir répondre à la question?
Parcequ'il faut que je les trouve dans une autre partie de mon DM et je ne sais pas si mes résultats finaux sont corrects...

Posté par
Camélia Correcteur
re : Equation différentielle 03-03-08 à 15:40

OK. On peut essayer. Si on dérive (Pn) on trouve
n(1-X)^{n-1}F_n+(1-X)(F_n)'+nX^{n-1}G_n+X^n(G_n)'=0

et il est clair que le second membre de l'équation différentielle proposée dépend de Gn.

Mets-moi le lien de cet autre topic dont tu parles...

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 03-03-08 à 15:45

Je suis dsl je ne sais pas comment faire les liens mais je peut le remettre au début en vous indiquant le nom?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Equation différentielle 03-03-08 à 15:48

OUI.

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 03-03-08 à 15:48

Il s'agit du polynôme de Bezout

Posté par
Camélia Correcteur
re : Equation différentielle 03-03-08 à 15:52

Je vois, c'est la grosse panique! je lis attentivement et je réfléchis un peu...

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 03-03-08 à 15:57

D'accord merci en attendant je vous met ce que j'ai trouvé au final pour Fn et Gn:

  Fn=( k allant de n à 2n-1) (2n-1   k)(1-X)^k-n (X)^(2n-1-k)

Gn=(k allant de 0 à n-1)  (n-1    k)(1-X)^k (X)^(-1-k)

Posté par
Camélia Correcteur
re : Equation différentielle 03-03-08 à 16:26

Tout compte fait je reprends les calculs:

1=(1-X+X)^{2n-1}=\bigsum_{k=0}^{2n-1}C_{2n-1}^k(1-X)^{2n-1-k}X^{k}=(1-X)^n\(\bigsum_{k=0}^{n-1}C_{2n-1}^{k+1}X^k\)+X^n\(\bigsum_{k=0}^{n-1}C_{2n-1}^{k+1}(1-X)^k\)

d'où on voit que F_n(X)=\bigsum_{k=0}^{n-1}C_{2n-1}^{k+1}X^k (si je ne me trompe pas). Il faut vérifier l'équation directement à partir de ce polynôme en regardant ce qui se passe pour chaque degré. je viens de vérifier que c'est vrai que le coefficient de xn-1 dans nF_n(x)-(1-x)F'_n(x) est bien nC_{2n-1}^n{. Essaye de faire les autres.

Enfin, je dirais que c'est F_n(0)=1

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 03-03-08 à 16:31

Attendez je le refais sur ma feuille...

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 03-03-08 à 16:38

Je suis dsl mais je ne comprends pas du tout le passage de la dernière égalité, c'est trop direct, ça change du premier topic....mais si au début je met (1-X)^(k) et (X)^(2n-1-k) je devrais trouver la même chose non ? car j'ai mis ces puissances là moi...

Posté par
Camélia Correcteur
re : Equation différentielle 03-03-08 à 16:40

Oui, mais ça peut changer l'indice dans les combinaisons.

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 03-03-08 à 16:44

Comment pouvez vous passer de la somme unique à la somme des deux sommes? où est 2n-1 ? svp
Vous faites un changement de variable ?

Posté par
Axiome
re : Equation différentielle 03-03-08 à 16:51

Bonjour, pourrais-tu détailler le passage de la 2ème à la 3ème ligne dans le message de 16h26 stp?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Equation différentielle 03-03-08 à 16:52

Je peux me tromper... mais j'ai fait la même chose que vous dans le topic précédent; j'ai mis en facteur (1-X)n dans les termes de degré supérieur à n et Xn dans les autres. Par ailleurs il est clair que Fn(X)=Gn(1-X) donc j'ai cherché les coefficients.

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 03-03-08 à 16:59

Vous trouvez que Fn(X)=Gn(1-X)? parce que dans mon énoncé on nous demande de montrer que Fn(1-X)=Gn
.....dsl mais je m'embrouille beaucoup

Posté par
Camélia Correcteur
re : Equation différentielle 03-03-08 à 17:00

Là je vous abandonne...

Essayez de vérifier l'équation différentielle avec mes formules. Si elle marche, vous essayez de les comprendre, sinon, c'est moi qui me trompe. (Les calculs de vant un écran...)

Conseil: faites le pour n=3 ou n=4. Vous verrez bien ou vont les indices!

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 03-03-08 à 17:03

D'accord merci beaucoup pour votre aide

Posté par
Axiome
re : Equation différentielle 03-03-08 à 17:14

Oui merci.

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 03-03-08 à 17:29

Petite question si quelqu'un sait est-ce que quand on sépare une somme en deux la combinaison change ?

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 04-03-08 à 08:55

Est-ce que quelqu'un pourrait m'aider pour la question du haut svp?
Je souhaiterais savoir la méthode qu'il faut utiliser. je comprends ce qu'a dit camélia mais j'ai l'impression qu'il faut que je dérive la somme Fn et ça me parait un peu long ce que je trouve y-a-t-il quelquechos de plus simple ?
Et je ne comprends pas pourquoi ça nous intéresse quand on dérive Pn de savoir que le second membre dépend de Gn ...

       merci d'avance

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 04-03-08 à 09:38

Svp est-ce que quelqu'un pourrait m'aider? merci

Posté par
kmail
re : Equation différentielle 04-03-08 à 09:44

bonjour
keller votre kestion

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 04-03-08 à 09:48

Bonjour,
Je dois déduire de (Pn): (1-X)^n Fn +X^n Gn=1 et de Fn(1)=0 que Fn est solution sur R de l'équation différentielle:

       ny-(1-x)y'=n2n-1\choose nx^(n-1)

Je souhaiterais savoir la méthode qu'il faut utiliser. je comprends ce qu'a dit camélia mais j'ai l'impression qu'il faut que je dérive la somme Fn et ça me parait un peu long ce que je trouve y-a-t-il quelquechos de plus simple ?
Et je ne comprends pas pourquoi ça nous intéresse quand on dérive Pn de savoir que le second membre dépend de Gn ...

   merci

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 04-03-08 à 10:53

vous ne voyz pas comment je peut faire?
Là je viens de mettre les Gn de l'autre coté puis je me suis arrangée pour trouvé nFn-(1-x)Fn du côté gauche et j'ai dérivée Gn , j'ai fais le calcul mais je ne trouve pas ce qu'il faut...
soit j'ai fais une erreur tellement c'est long soit il faut faire autrement pouvez vous m'aider svp

Posté par
Camélia Correcteur
re : Equation différentielle 04-03-08 à 14:18

Rebonjour

D'abord toutrs mes excuses pour hier, j'ai écrit n'importe quoi! Alors voilà:

\red \fbox{F_n(X)=\bigsum_{k=0}^{n-1}C_{2n-1}^k(1-X)^{n-1-k}X^k}

obtenu comme dans l'autre topic et peut-être le même que dans celui-ci, je n'ai pas vérifié.

Pour l'équation différentielle, pas de miracle, c'est à partir de cette formule.

On veut donc nF_n-(1-x)F'_n.

Pour 0kn-2 je cherche le coefficient de (1-X)^{n-k-2}X^k dans F'n. Il provient de la dérivation de
C_{2n-1}^k(1-X)^{n-k-1}X^k et de C_{2n-1}^{k+1}(1-X)^{n-k-2}X^{k+1} et c'est donc -(n-k-1)C_{2n-1}^k+(k+1)C_{2n-1}^{k+1}

Dans l'équation, le coefficient de (1-X)^{n-k-1}X^k vaut donc
nC_{2n-1}^k+(n-k-1)C_{2n-1}^k-(k+1)C_{2n-1}^{k+1}

Je te laisse le plaisir de vérifier que c'est nul!

Dans nF_n-(1-x)F'_n reste donc uniquement le terme correspondant à Xn-1 et le second membre vaut bien nC_{2n-1}^n x^{n-1}

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 04-03-08 à 14:31

Merci tout va bien,j'ai trouvé pareil pour Fn je lis la suite...

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 04-03-08 à 14:50

J'ai comrpis certains passages mais je ne comprends pas la logique. Par exemple dès le début je ne comprends pas pourquoi on restreind k entre 0 et n-2 (c'est vrai que dans l'énoncé on nous précise que 2 n  mais...) .
Et je ne comprends pas d'où vient les deux termes de la ligne 7 et pourquoi on ne dérive pas la somme en entier?
J'espère que vous avez compris ce que je n'ai pas compris merci de votre aide

Posté par
Camélia Correcteur
re : Equation différentielle 04-03-08 à 15:14

Si, si j'ai dérivé toute la somme. Mais j'ai voulu éviter les grosses formules incompréhensibles avec des . La limitation vient du fait que quand je dérive (1-X)n-k-1 je trouve (1-X)n-k-2 qui pour k=n-1 pose un sérieux problème!

Je t'assure, pour comprendre écris tout pour n=3. Ce n'est pas trop long et on voit très bien d'où sortent les termes qui s'annulent (c'est comme ça que j'ai fait)

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 04-03-08 à 15:21

Il faut que j'écrive Fn avec les trois premiers termes (et le dernier?) et que je dérive ensuite ces trois premiers termes? parceque c'est ce que j'avais essayé et à chaque fois je ne trouve aucune logique mais je vais le refaire si c'est bien ce que j'ai compris qu'il faut que je fasse

Posté par
Camélia Correcteur
re : Equation différentielle 04-03-08 à 15:23

Non, il faut que tu écrives F3 et calculer 3F3-(1-x)F'3

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 04-03-08 à 15:24

Ah d'accord! Il faut que je fasse avec F1, F2 Et F3 c'est ça?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Equation différentielle 04-03-08 à 15:36

F3 suffit pour comprendre que ma démonstration est générale.

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 04-03-08 à 15:39

Pour n=1 je trouve 1, pour n =2 je trouve 6x et pour n=3 je trouve 30x² . Est-ce que c'est bon svp?
Et donc à partir de ça on cherche la formule ou c'est juste pour me faire comprendre ?

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 04-03-08 à 15:41

Ah oui ça marche avec le côté droit

Posté par
Camélia Correcteur
re : Equation différentielle 04-03-08 à 15:44

Oui, c'est bon! C'est juste pour que tu voies comment elles s'annulent et pourquoi ma formule est bonne (enfin, celle d'aujourd'hui!)

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 04-03-08 à 15:50

Cela signifie que ce qui s'annule c'est tous les degré différents de n-1 c'est ce qu'il faut en déduire non ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Equation différentielle 04-03-08 à 15:55

La jolie justification c'est de dire que le tout est écrit sur la base des polynômes de degré au plus n-1 formée des Ek(X)=(1-X)n-k-1Xk pour k variant de 0 à n-1. (mais sais-tu que c'est une base?) En fait ce que j'ai écrit revient à chercher les coordonnées de nFn-(1-X)F'n sur cette base. La seule non nulle est celle de En.

mais je crains de faire plus de mal que de bien avec des explications savantes, alors que l'on voit que tout s'annule sauf le dernier terme

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 04-03-08 à 16:01

Lol merci beaucoup effectivement je n'ai pas vu les bases je pense que je vais justifier en écrivant cette équation pour F1;2 et 3 puis je dirais que l'on observe que tout s'annule sauf le dernier terme ainsi je réduirais par récurrence immmédiate mon équation généraleaux termes de plus haut degrés vous pensez que j'ai compris ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Equation différentielle 04-03-08 à 16:03

Oui, mais je recopierais quand même les trois lignes ou je fais le calcul pour k compris entre 0 et n-2.

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 04-03-08 à 16:14

d'accord mais k est compris entre 0 et n-2 uniquement pour Fn' non ?
Et par contre dans ma question on me demande de me servir de (Pn) et du fait que Fn(1)=0 mais là on ne s'en ai pas servi?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Equation différentielle 04-03-08 à 16:17

Non, on ne s'en est pas servi. Il y a peut-être une méthode plus astucieuse, mais je ne l'ai pas trouvée...

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 04-03-08 à 16:27

D'accord merci beaucoup vous m'avez expliqué un peu plus le problème déjà je vais chercher cette autre méthode alors

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 05-03-08 à 09:15

Et si je remplace y par Fn et y' par Fn' et que après multiplication par (1-x) et n je garde les termes de plus haut degré soit (n-1)  je devrais retrouver [text]2n-1\choose n[/tex] x^(n-1)non?
Car j'ai essayé et je trouve  [text]2n-1\choose n[/tex] x^(n-1)+(2n-1)(1-x)^(n-1) est-ce que quelqu'un saurait me dire d'où vient le problème svp merci!

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 05-03-08 à 09:17

[text](2n-1)\choose n[/tex] x^(n-1)

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 05-03-08 à 09:18

(2n-1)\choose n x^(n-1)
2n-1\choose n x^(n-1)+(2n-1)(1-x)^(n-1)

Dsl j'ai des problèmes avec ce type d'écriture...

Posté par
chaizey
re : Equation différentielle 05-03-08 à 09:19

et dsl j'ai oublié un n devant la combinaison...

Posté par
Camélia Correcteur
re : Equation différentielle 05-03-08 à 14:28

Tu te trompes. Il reste bien uniquement le second membre. D'ailleurs tu as bien vu que ça marche pour n=3.

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