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Equation différentielle

Posté par
ryo69
22-12-10 à 08:21

Bonsoir,

a) Linéariser f(x) = sin(x) cos^3(x)

b) Déterminer le domaine de définition de : g(x)=racine(ln(x))
calculer sa dérivée.

c) Déterminer une primitive U(x) de u(x)=sin(4x).

d) A l'aide des calculs précédents, et après avoir préciser l'intervalle de résolution, résoudre l'équation différentielle :

2.[racine(ln(x))].y'(x) + 1/x . y(x) = 16 . [racine(ln(x))] . sin(x) . cos^3(x) . exp-[racine(ln(x))]

===================================

Réponses :

a) f(x)=[(e^ix)-(e^-ix)/2i] . [1/4(cos(3x)+3cos(x)]

b) ln(x) est définie sur ]0,+INF[ & racine(x) est définie sur [0,+INF[, d'où le Df de g(x) est ]0,INF[

g'(x)=[(1/x)]/[2.racine(ln(x))]

c) et d) (je cherche activement mais je n'ai pas réussi.

Merci de me corriger les 2 premières questions et m'aider sur les 2 dernières.

Posté par
Glapion Moderateur
re : Equation différentielle 22-12-10 à 08:58

a) ça n'est pas ce que j'appelle factoriser, il faut aboutir à (2 sin(2 x)+sin(4 x))/8

b) non le log est négatif entre 0 et 1 ce qui va faire désordre dans la racine donc le domaine est [1,+[ ; OK pour la dérivée

c) Primitive de sin (4x) : tout simplement - cos (4x) / 4

d) 2\sqrt{ln(x)} y' + y/x = 16 \sqrt{ ln(x)}. sin (x). cos^3(x) e^{-\sqrt{ln(x)}}

Cherche d'abord l'équation sans second membre (après avoir divisé par \sqrt{ln(x)}). Ça donne y'/y=-1/2x\sqrt{ln x} = -[\sqrt{ln(x)}]' donc ln y = -\sqrt{ln(x)} + C et y=K e^{-\sqrt{ln(x)}}
puis tu recherches une solution particulière de l'équation sous la forme y=K(x).e^{-\sqrt{ln(x)}} ce qui revient à résoudre K'=16 sinx cos3x que tu intègres en te servant de la linéarisation de la question 1).
Les solutions de l'équation sont faites de la somme de cette solution particulière avec les solutions de l'équation homogène sans second membre.

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 22-12-10 à 11:19

Pouvez vous me détailler un peu votre méthode pour la question 1)
je veux répondre à cette question en linéarisant avec du Euler.

c-à-d : cos^3(x) = [cos(3x) 3cos(x)]/4

mais je ne voie pas comment continuer afin de trouver le même résultat que vous


J'ai réussi a trouver le même résultat que vous en utilisant quelques formules de trigo.

sin(x)cos^3(x) = sin(x)cos(x)cos^2(x) = 1/2.sin(2x).1/2.[1+cos(2x)]
=1/4.sin(2x)+1/4.sin(2x).cos(2x) = votre résulat.

Posté par
Glapion Moderateur
re : Equation différentielle 22-12-10 à 11:44

tu mets tous le terme sous forme Euler, tu fais le produit, tu trouves 1/8 i e^(-2 i x)-1/8 i e^(2 i x)+1/16 i e^(-4 i x)-1/16 i e^(4 i x), tu regroupes les termes pour faire apparaître sin 2x et sin 4x

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 22-12-10 à 12:06

je ne trouve pas du tout le bon calcul, j'ai tout les termes qui se simplifient presque, je pense que je vais me contenter par la première méthode...

Posté par
JJa
re : Equation différentielle 22-12-10 à 12:35

Est-ce que ce ne serait pas ceci que vous cherchez ?

Equation différentielle

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 22-12-10 à 12:49

Mais c'est cos^3(x) ==> cos au cube !!

donc le résultat est faux dès le départ ??

Posté par
Glapion Moderateur
re : Equation différentielle 22-12-10 à 13:19

il faut partir de [(eix-e-ix)/2i][(eix+e-ix)/2]3
toi tu as directement appliqué Cos 3x = 4cos3x-3cos x pour transformer le cos3x en cos(3x), ça n'était pas faux.

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 22-12-10 à 13:48

C'est fais.

Maintenant j'ai du mal à résoudre l'equa. Diff.

Posté par
Glapion Moderateur
re : Equation différentielle 22-12-10 à 13:56

je te l'ai résolue dans mon premier post.

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 22-12-10 à 14:20

Je vais exposer ma méthode et vous montrer où je bloque, juste un moment que je l'écrive

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 22-12-10 à 15:59

J'essaye de suivre la méthode appliquée en cour, mais je bloque à trouver une primitive à a(t)

alors :

j'étudie l'équation sans second membre et je dévise par 2.[racine(ln(x))] :

y'(x) + 1/2x.V(ln(x)) . y(x) = 0   ==> sous forme résolu; V : racine carré.

a(t) = 1/2x.V(ln(x))

A(t) =

C'est là où je bloque enfaite

Posté par
Glapion Moderateur
re : Equation différentielle 22-12-10 à 16:11

Ça ne te va pas la méthode d'écrire y'/y = - [V(ln(x))]' et d'intégrer des deux cotés ?

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 22-12-10 à 16:27

C'est que je ne sais pas d'où ça vient enfaite, ce n'est pas la méthode du prof ...

je vois que vous aviez écris

2[racine(ln(x))].y' +y/x=0
2y'=-y/x.[racine(ln(x))]

après je ne comprends pas la suite...


est ce que vous savez expliquer avec ma méthode ?!!

Posté par
Glapion Moderateur
re : Equation différentielle 22-12-10 à 16:35

elle est pas très claire ta méthode. Tu poses un a(t) puis un A(t) ?? c'est la primitive A ?
si a(t)=-1/2x.V(ln(x)) alors on sait que A(t)=-V(ln(x))

donc je suppose que l'on conclut que y=Ke-V(ln(x))

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 22-12-10 à 17:31

oui A(t) est la primitive de a(t)

a oui, j'avais pas vu cela, c'est pour cela, on nous a fait faire des calculs préliminaires.

Donc je vais continuer alors...

Je poste la suite des réponse ainsi

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 23-12-10 à 14:58

Je vais utiliser la méthode de la variation de la constante.

L'équation sous forme résolu est :

y'(x) + 1/2x.V(ln(x)) . y(x) = 0

a(t) = 1/2x.V(ln(x))
A(t) = primitive de a(t) = racine (ln x)
y1=exp(-racine(ln(x))

la solution est donc : C.exp(-racine(ln(x))

Recherche d'une solution particulère y0 grace à la méthode de la variation de la constante :

On cherche y0 sous la forme : y0=(x).y1 = (x).exp(-racine(ln(x))
y'0=exp(-racine(ln(x)) .['+.[(-1/x)]/[2.racine(ln(x))]

J'injecte dans l'équation sous forme résolu :

exp(-racine(ln(x)) ['+.[(-1/x)]/[2.racine(ln(x))]).1/2xlnx.exp(-racine(ln(x))


je ne suis pas sur de ma dernière ligne et je ne sais pas si je suis sur la bonne route

Posté par
Glapion Moderateur
re : Equation différentielle 23-12-10 à 15:23

j'ai du mal à suivre tes calculs, ta dernière équation n'a même pas de signe égal.

Quand tu fais la méthode de la variation de la constante, tout ce qui n'est pas en ' devrait se simplifier puisque la fonction est solution quand est constant. Donc si tu débouilles bien tu dois arriver à '= 16 sin x cos3x

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 23-12-10 à 16:04

y0= .exp[-V(ln(x))]
y'0=exp[-V(ln(x))]['+.[(1/x)]/[2.racine(ln(x))]

quand j'injecte :


exp[-V(ln(x))]['+.(1/x)]/[2.racine(ln(x))] + 1/2xVln(x) ..exp[-V(ln(x))] = 16 . [racine(ln(x))] . sin(x) . cos^3(x) . exp-[racine(ln(x))]

est ce que jusqu'ici c'est bon ?

car quand ja factorise, je trouve :

exp[-V(ln(x))].. 1/2xVln(x) .('+1) = 16 . [racine(ln(x))] . sin(x) . cos^3(x) . exp-[racine(ln(x))]

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 23-12-10 à 18:58

coucou ?

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 24-12-10 à 11:32

Bonjour,

Alors personne ne veut m'aider pour cette question de resolution d'equation différentielle SVP !!

Posté par
Glapion Moderateur
re : Equation différentielle 24-12-10 à 13:00

Je t'ai déjà dit. Une fois que tu es à '=16sin x cos 3x tu linéarises le second membre avec la formule trouvée au 1) et tu intègres

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 24-12-10 à 14:11

Mais je n'arrive pas à trouver landa ' = 16sin x cos^3x

c'est cela mon problème en faite

Posté par
Glapion Moderateur
re : Equation différentielle 24-12-10 à 14:22

tu sais déjà que y=K(x).e^{-\sqrt{ln(x)}} est solution de l'équation sans second membre si K est constant.
Donc quand tu va la remplacer dans l'équation différentielle tout les termes vont se simplifier sauf le second membre à droite et à gauche sauf le terme y=K'(x).e^{-\sqrt{ln(x)}}
Il ne te reste plus qu'à simplifier l'exponentielle qui est en facteur à la fois à gauche et à droite pour tomber sur
K'=16 sinxcos3x

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 24-12-10 à 14:35

je pleure

Je n'arrive point sérieux

commencer juste le calcul que je voie ce que vous injectez et je continuerez

merci

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 25-12-10 à 12:27

Bonjour,

J'arrive à

'=16 racine(ln(x)) . sin(x).cos^3(x).

Est ce normal que je ne trouve pas le même résultat que vous ????

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 25-12-10 à 13:34

holla

ya personne qui pourra m'aider sur ma dernière réponse si elle est juste ou non ?

Posté par
FlashPower
re : Equation différentielle 25-12-10 à 15:12

je le fait et je vous tient au courant.

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 25-12-10 à 15:23

ok merci
je vous attend avec impatiente

Posté par
FlashPower
re : Equation différentielle 25-12-10 à 15:58

Je trouve tous simplement ' = 8sin(x)(cosx)^3 ce qui est beaucoup plus coherent avec l'enoncé vu qu'il t'on demander de lineariser sin(x)(cosx)^3 (que tu trouvera en fonction de sin(4x)) et ensuite tu prend la primitive de (en reprenant la question c
voila

Posté par
FlashPower
re : Equation différentielle 25-12-10 à 16:21

Et pour lineairiser sinxcosx^3 j'ai trouver 1/8.sin4x + 1/4sin2x donc
' =sin(4x) + 2sin2x

tu intege et ta landa et la solution de ton equation

Posté par
FlashPower
re : Equation différentielle 25-12-10 à 16:23

et vous ryo vous avez faut car vous avez oublier le 2 a gauche de la ln(x) voila

Posté par
FlashPower
re : Equation différentielle 25-12-10 à 16:33

Ainsi = -2cos(4x) -4cos(2x) + K
et la solution general s'ecrit

y = exp(-ln(x))
      (-2cos(4x) -4cos(2x) + K )exp(-ln(x))
K est a determiner a partir des conditions données

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 25-12-10 à 17:09

je vais reprendre tout les calculs

en faite, moi quand j'ai simplifié le membre de gauche, j'ai dévisé y(x) par 2.racine(ln(x)), est ce qu'il faut dévisé ainsi a droite par 2.racine(ln(x)), ainsi j'éliminerai le racine (ln(x) et j'obient 8 (16/2)

merci de me confirmé cela

et moi je vais ré ecrire tout ces calculs

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 25-12-10 à 17:59

2.[racine(ln(x))].y'(x) + 1/x . y(x) = 16 . [racine(ln(x))] . sin(x) . cos^3(x) . exp-[racine(ln(x))]

Y'0= exp-[racine(ln(x))](' - .1/2xracine(ln(x)))

On injecte dans l'equation

Là j'ai un doute

L'équation de l'énoncé est :
2.[racine(ln(x))].y'(x) + 1/x . y(x) = 16 . [racine(ln(x))] . sin(x) . cos^3(x) . exp-[racine(ln(x))]

Mais j'avais dévisé le membre de gauche par 2.[racine(ln(x))]

EST CE QU'IL FAUT DONC LE FAIRE AUSSI POUR LE MEMBRE DE DROITE :

et ça deviendra
y'(x) + 1/2xln(x) . y(x) = 8 . sin(x) . cos^3(x) . exp-[racine(ln(x))]

Et dans cette équation on injecte y' et y :

exp-[racine(ln(x))](' - .1/2xracine(ln(x))) + 1/2xracine(ln(x)(.exp-[racine(ln(x))]

après simplification, je trouve :

' = 8 sin(x).cos^3(x)


où est ma faute ???

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 25-12-10 à 18:38

coucou

Posté par
FlashPower
re : Equation différentielle 25-12-10 à 22:17

tu n'a pas de faute si tu trouve exactement le meme landa prime que moi c'est quoi votre probleme ?

Posté par
FlashPower
re : Equation différentielle 25-12-10 à 22:17

la faute etait plus haut je vous ai corriger et vous avez rectifiez en mettant 8 a la place de 16

Posté par
ryo69
re : Equation différentielle 25-12-10 à 23:28

ok

comment faites vous pour linéariser avec du Euler SVP ??

Posté par
FlashPower
re : Equation différentielle 26-12-10 à 01:01

tu sait que cosx = (exp(ix) + exp(-ix))/2e)
                  sinx= (exp(ix) - exp(-ix))/2i

maintenant il ne te reste plus qu'a mettre au cube cos x et puis multiplier par sinx (programme de seconde)
Ainsi des que ta tous fait tu les regroupe pour reformer les sin c'est a dire
(exp(nxi)-(exp(-nix)=2isin(nx)
ca vous en aurai pas besoin si j'ai pas fait d'erreur voila (exp(nxi)+(exp(-nix) = 2cos(nx)



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