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Niveau Maths sup
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equations différentielles du second ordre

Posté par
missdyns
17-10-07 à 15:19

salut voilà j'ai une équation y''+0²y'=Kcos(1t+ j'ai résolu une équation du second ordre toute a l'heure sans aucun problème mais celle ci me bloque merci d'avance

Posté par
Tigweg Correcteur
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 15:40

Salut missdyns


J'imagine que c'est la solution particulière qui te pose problème?

Si \omega_0^2\neq \omega_1^2 (autrement dit si \omega_1 n'est pas racine del'équation caractéristique) , tu peux la chercher sous la forme:



y_0(t)=Acos(\omega_1t+\phi)+Bsin(\omega_1t+\phi)

, et même sous la forme



y_0(t)=Acos(\omega_1t+\phi)


Tigweg
car comme y' n'intervient pas, les sinus n'interviendront pas non plus.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 15:41

Je voulais dire : si i\omega_1 n'est pas racine del'équation caractéristique.

Posté par
missdyns
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 15:51

mais ou est passé K?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 15:53

Comment ça?K est une constante fixée!Donc ton A va dépendre de K.

Précisément, je trouve qu'il faut choisir A=\frac K{\omega_0^2-\omega_1^2}.

Posté par
missdyns
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 15:55

et dans le cas 0=1?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 15:58

C'est le cas d'hier: dans ce cas i\omega_1 est racine simple de l'équation caractéristique donc il faut multiplier par un polynôme complexe de degré 1 , et passer le cosinus en exponentielle complexe.

Enfin tu prendras la partie réelle de la solution particulière trouvée.

Posté par
missdyns
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 15:59

ok je te remercie mais je ne comprends ps pourquoicette méthode est inutile pour 01

Posté par
Tigweg Correcteur
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 16:04

De rien
Elle n'est pas inutile, elle est plus longue puisque s'il n'est pas racine du polynôme caractéristique, il n'y a pas besoin de chercher une solution aussi compliquée!

Encore une chose: s'il est racine double de l'équation caractéristique, cela veut dire que oméga0=0.
Dans ce cas, il suffit d'intégrer deux fois le membre de droite.

Posté par
missdyns
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 16:08

oui mais la formule que tu as utilisé n'est pas dans mon cours

Posté par
Tigweg Correcteur
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 16:11

Ah ben ça j'y peux rien!

Par contre hier tu savais traiter le cas où le second membre est un polynôme multiplié par une exponentielle, c'est exactement pareil ici (en remplaçant le cosinus par une exponentielle complexe)!
Ici le polynôme est de degré 0 puisque c'est la constante 1.

Posté par
missdyns
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 16:12

oui mais si je remplace par l'exponentielle complexe qu'est-ce que je fais de K?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 16:14

Tu le laisses devant l'exponentielle!
C'est K le polynôme de degré 0 en fait, pas 1!Je l'avais oublié ce K

Posté par
missdyns
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 16:15

ok merci

Posté par
Tigweg Correcteur
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 16:16

De rien.

Posté par
missdyns
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 16:19

donc c'est e^i(1t+)t?

Posté par
missdyns
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 16:22

?

Posté par
missdyns
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 17:24

?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 18:35

C'est plutôt Ke^{i\omega_1t+\phi}, il n'y a qu'un seul t à l'exposant.

Posté par
missdyns
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 21:36

oui je retrouve comme toi par contre pour le cas 1=0 j ne vois ps comment ca peut etre racine du polynome

Posté par
Tigweg Correcteur
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 21:41

Dans ce cas i\omega_1 est racine du polynôme puisque i\omega_1^2+i\omega_0^2=0.

Il faut donc multiplier par un polynôme de degré 1, sauf si i\omega_0=i\omega_1=0, auquel cas il faut multiplier par un polynôme de degré 2.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 21:42

Je voulais dire:


(i\omega_1)^2+\omega_0^2=0

Posté par
missdyns
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 21:51

si 0=1 j'obtiens -0²+i0^3

Posté par
missdyns
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 22:06

?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 22:31

Non, l'équation caractéristique de ay"+by'+cy, c'est ar²+br+c=0.

Ici, c'est donc r^2+\omega_0^2=0.

Posté par
missdyns
re : equations différentielles du second ordre 17-10-07 à 23:48

ah oui en effet mais je trouve une solution particulière étrange toi que trouves-tu?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : equations différentielles du second ordre 18-10-07 à 12:04

Compte tenu du fait que \omega_0^2=\omega_1^2 je trouve que B peut être choisi arbitrairement, et que A=\frac K {2i\omega_1}.

Après calculs et après avoir pris la partie réelle, je trouve comme solution particulière


4$y_0(t)=\frac{Kt\sin(\omega_1t+\phi)}{2\omega_1}.


Attention, c'est vrai si \omega_0^2=\omega_1^2 et pas seulement si \omega_0=\omega_1 .

J'ai vérifié après coup, c'est bien une solution particulière.


Tigweg

Posté par
Tigweg Correcteur
re : equations différentielles du second ordre 18-10-07 à 12:06

J'ai cherché cette solution particulière sous la forme

4$y_0(t)=(At+B)e^{i(\omega_1t+\phi)}.



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