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Niveau LicenceMaths 2e/3e a
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Equation différentielle

Posté par
Spira
16-04-21 à 15:25

Bonjour,

On cherche à résoudre l'équation différentielle y" +2y' + x = 0 (1)
On peut procéder par deux methode soit avec l'equation caractéristique x^2 + 2x +1 = 0

Ou d'une autre façon que je ne connais pas le nom mais j'ai compris le début mais la fin la solution je n'arrive pas à la composer.

On fait passer l'équation (1) en un système d'équation différentielle  

Ce qui donne :

Y = \begin{pmatrix}y\\y'\end{pmatrix} et   Y'= \begin{pmatrix} y' \\  -2y' - x\end{pmatrix}


Et nous donne donc :

Y' = AY ou A est la matrice suivante :

A = \begin{pmatrix} 0& 1\\ -1& -2 \end{pmatrix}

Par une décomposition de Dunford on a A = D+N ou D = -Id et N = A+Id


Et exp(tA) = exp(-t) \begin{pmatrix} 1+t& t\\ -t& 1-t \end{pmatrix}


Et a la toute fin je dois avoir comme solution x(t) = exp(-t) (x_0 + t(x_0 + y_0) )

Si quelqu'un peut m'expliquer les étapes pour la toute fin s'il vous plait ? et me dire comment s'appel cette méthode ! Merci d'avance !

Posté par
etniopal
re : Equation différentielle 16-04-21 à 15:34

     C'est y" +2y' + x = 0    ou   y" +2y' + y = 0  ?

Posté par
Spira
re : Equation différentielle 16-04-21 à 15:54

etniopal @ 16-04-2021 à 15:34

     C'est y" +2y' + x = 0    ou   y" +2y' + y = 0  ?
C'est y" +2y' + y = 0 excusez moi pour la faute

Posté par
etniopal
re : Equation différentielle 16-04-21 à 16:19

    Pour tout (a,b)  il existe une seule solution de y" +2y' + y = 0   telle que y(0 ) = a et y'(0) = b

ou    une seule solution de Y ' + AY = 0 telle que Y(0) = (a , b)t  .

Posté par
carpediem
re : Equation différentielle 16-04-21 à 16:22

salut

ce n'est pas très clair ...

si Y = {y \choose y'} alors Y' = {y' \choose y''}

vu que y" = -2y - y alors on a bien Y' = AY

et formellement comme dans R on en déduit que Y = e^{tA} {x_0 \choose y_0}

ou (x_0, y_0) est la condition initiale et si tu calcules e^{-t} \begin{pmatrix} 1 + t& t\\ -t & 1 - t \end{pmatrix} \begin{pmatrix} x_0\\ y_0 \end{pmatrix}

tu obtiens bien le résultat demandé

Posté par
Spira
re : Equation différentielle 16-04-21 à 16:32

carpediem @ 16-04-2021 à 16:22

salut

ce n'est pas très clair ...

si Y = {y \choose y'} alors Y' = {y' \choose y''}

vu que y" = -2y - y alors on a bien Y' = AY

et formellement comme dans R on en déduit que Y = e^{tA} {x_0 \choose y_0}

ou (x_0, y_0) est la condition initiale et si tu calcules e^{-t} \begin{pmatrix} 1 + t& t\\ -t & 1 - t \end{pmatrix} \begin{pmatrix} x_0\\ y_0 \end{pmatrix}

tu obtiens bien le résultat demandé


Oui ! mais la solution c'est x(t) = exp(-t) (x_0 + t(x_0 + y_0) ) et pourquoi pas y(t) = e(-t)(y_0 -t(x_0 + y_0) ?



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