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Equation différentielle : Propagation d'une rumeur.

Posté par
anika
23-11-11 à 00:19

Bonsoir à tous,

J'ai un exercice à faire qui me pose quelques problèmes l'énoncé est le suivant :

Une ville compte 10 000 habitants.A 8 heures du matin 100 personnes apprennent une nouvelle.
On note y(t) la fréquence des personnes connaissant la rumeur à l'instant t (exprimé en heures ).On choisit 8 heures, comme instant initial t=0.La nouvelle se répand dans la ville de sorte que la vitesse de propagation y'(t) est proportionnelle à la fréquence de ceux qui ne la connaissent pas.On admet que le coefficient de proportionnalité est 1.15.

1) Montrer que la fonction y est la solution de l'équation différentielle y'=1.15y(1-y) avec y(0)=0.01 et définie sur [0;+[.
2) La fonction Z est définie par Z=1/y (y ne s'annule pas).
Prouver que Z vérifie l'équation Z'=-1.15Z +1.15
En déduire l'expression de y(t).

3)Etudier le sens de variation de la fonction y.
Quelle est la limite de y en +? Tracer la courbe reprédentative de la fonction y.
4)Combien de personnes connaissent la nouvelle à midi?
5)En utilisant une calculatrice , donner une approximation de l'instant auquel 99% de la population connaîtra la rumeur.

Bref je suis totalement bloquée dès la première qestion.Pourriez-vous me dire comment faire svp?
Merci beaucoup !

Posté par
dhalte
re : Equation différentielle ropagation d'une rumeur. 23-11-11 à 07:18


10 000 habitants.
A t=0 : 100 personnes, donc une fréquence de y(t_0)=\frac{100}{10000}=0.01

y'(t) est proportionnelle à la fréquence de ceux qui ne la connaissent pas
y'(t) = k (1-y(t))

ce qui n'est pas du tout la forme annoncée par l'énoncé. Normal, l'énoncé est erroné.

ce genre de mécanisme est modélisé par l'idée que l'accroissement relatif de la population concernée soit proportionnel à la population non concernée :

soit p_{max}=10000 la population totale

soit p(t) la population concernée, p_{max}-p(t) celle qui ne l'est pas

l'accroissement relatif est \frac{p'(t)}{p(t)}

ainsi on a
\frac{p'(t)}{p(t)} = k(p_{max}-p(t))

pour passer aux fréquences, on divise les populations concernées par la population maximale
y(t)=\frac{p(t)}{p_{max}}
 \\ y'(t)=\frac{p'(t)}{p_{max}}

et on a
\frac{y'(t)}{y(t)} = k*p_{max}(1-y(t))

On admet que le coefficient de proportionnalité est k*p_{max}=1.15.

\frac{y'(t)}{y(t)} = 1.15(1-y(t))

d'où la relation de l'énoncé
y'(t) = 1.15y(t)(1-y(t))


Voilà, tu peux continuer

Posté par
anika
re : Equation différentielle ropagation d'une rumeur. 23-11-11 à 07:21

Merci, c'est déjà plus clair !



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