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Niveau Maths sup
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exo avec equa diff

Posté par
roxane
12-02-05 à 20:29

bonsoir,

j'ai un ex sur les equa diff, je l'ai commencé mais je me demande si ce que j'ai fait est bon car car ca ne colle pas avec le reste de l'ex;

si vous pourriez m'éclairer svp?


on devait déterminer les solutions maximales de (E): xy'-y=x²/(1+x²)

j'ai trouvé y:R->R
              x-> ax+x(ln(1+x²))/2,  a R

puis on demande d'étudier les asymptoes obliques de ces courbes
mais les solutions que j'ai n'admettent pas d'asymptotes obliques,
mes solutions sont-elles fausses?

puis on doit montrer qu'une seule solution maximale de (E) est paire et l'étudier.
j'aurais dit a=0 ?

voila si quelqu'un peut-maider svp?


Posté par gianpf (invité)re : exo avec equa diff 13-02-05 à 07:11

Bonjour ,

1) On s'interesse d'abord à l'équation sans second membre :

x*y' - y = 0 qui devient y'/y = 1/x   (pour x non nul)

On intègre cette dernière équation :

y'/y est la dérivée de ln(|y|) et 1/x est la dérivée de ln(|x|)

On montre alors que les solutions de cette équation sont de la forme y = K*x où K est une constante et x non nul

Soit y0 une solution particulière de l'équation sans second membre par exemple y0 = x obtenue pour K = 1

2) On revient à l'équation avec second membre :

x*y' - y = x²/(1 + x²)

On cherche les solutions de la forme y = lambda*y0 où lambda est fonction de x

On a donc y' = lambda'*y0 + lambda*y0' (après dérivation)

On remplace y par y = lambda*y0 et y' par y' = lambda'*y0 + lambda*y0' dans l'équation avec second membre

On aboutit à x*y0*lambda' = x²/(1 + x²)

c'est-à-dire lambda' = 1/(1 + x^2) que l'on sait intégrer

Donc lambda = arctan(x) + C où C est une constante

Les solution générales de l'équation sont en définitive ;

y = lambda*y0

y = x*arctan(x) + C*x   (pour x non nul)

Tout ce que l'on vient de faire s'appelle "méthode de la variation des constantes"


Posté par
roxane
re : exo avec equa diff 13-02-05 à 11:00

salut gianpf!

merci pour ton aide!
je métais trompé pour la solution particulière, j'avais oublié de simplifier par x à un moment donné.
j'essaie d'étudier la limite de y en + et -infini, mais ca pose une indetermination si lambda=-/2.

t'aurais une idée pour la lever, est-ce que je fais un developpement limité?

merci encore pour ton aide

Posté par gianpf (invité)re : exo avec equa diff 13-02-05 à 11:13

Salut ,

1) Pour étudier les éventuelles asymptotes obliques en + l'infini , il faut étudier la limite de y/x en + l'infini.

Si cette limite existe et vaut a (où a réel) alors on étudie la limite de y - a*x

Si y - a*x admet une limite réelle b , alors la droite d'équation y = a*x + b est asymptote à la courbe représentative de f

2) Idem en - l'infini

Posté par
roxane
re : exo avec equa diff 13-02-05 à 12:08

oui mais avan de faire cela il faut verifier que la lmite en +inf (resp -inf) =+ ou- inf,  non?

Posté par
roxane
re : exo avec equa diff 13-02-05 à 12:21

sinon j'ai fait les autre limites et je trouve comme asymptote oblique y=(lambda+/2)x-1.
est-ce que c'est juste?


j'obtiens comme limite de y lorque lambda=-/2, -1 je dois donc exclure le cas lambda=-/2 dans l'étude des asymptotes obliques?

Posté par gianpf (invité)re : exo avec equa diff 13-02-05 à 13:41

Si y = f(x) = x*arctan(x) + C*x

En + infini , on trouve bien y = (C + pi/2)*x - 1

En - infini , on trouve bien y = (C - pi/2)*x - 1

Comme ton lambda semble désigner la constante C , ta réponse est correcte en + infini

Pour C = -pi/2 , l'une des  asymptotes est horizontale ce qui est un cas particulier de "oblique" (coeff directeur nul)

Quant à la limite de f(x) en +infini (resp -infini) , je crois qu'il n'est pas nécessaire de la chercher. Après tout , c 'est l'énoncé qui dit qu'il y a
asymptote

Posté par
roxane
re : exo avec equa diff 13-02-05 à 14:29

ok dac, merci beaucoup gianpf!

un toute petite dernière question: pour la solution paire c'est bien lorsque C=0?

Posté par gianpf (invité)re : exo avec equa diff 13-02-05 à 14:34

oui



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