Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau terminale
Partager :

Maths equation differentielle et euler ?

Posté par
lady5
19-10-11 à 07:54

Bonjour, j'ai un exercice de maths ke je narrive pa a comprendre, on me donne 100q'(t)+q(t)=5  et q(0) je dois avec cela tracer la courbe de q(t) jusqu'a 300 secondes avec un pas de 30 secondes.Exprimer en 10-²

Je fais que q'(t)=(5-q(t))/100 et que q(t)= 5-100q'(t) mais la je ne vois pas comment utiliser la methode, methode ke je ne comprends pas.

Donc j'aimerais une petite explication.

Merci

Posté par
dhalte
re : Maths equation differentielle et euler ? 19-10-11 à 09:40

il s'agit de tracer une approximation de la courbe en calculant des valeurs "discrètes" (à la différence de graphes réels qui représentent les valeurs continues) petit à petit;

quelle valeur t'impose-t-on pour q(0) ?

Posté par
Priam
re : Maths equation differentielle et euler ? 19-10-11 à 09:42

S'il s'agit d'intégrer cette équation différentielle, tu peux remarquer qu'elle est à variables séparables.

Posté par
dhalte
re : Maths equation differentielle et euler ? 19-10-11 à 10:12

@Priam : oui, elle est intégrable, mais l'énoncé cherche avant tout à présenter une méthode d'approximation, sinon à quoi riment le titre et la donnée d'un 'pas' ?

Posté par
lady5
re : Maths equation differentielle et euler ? 19-10-11 à 11:34

q(0)=0 apres jessaie de trouver q'(0) jobtiens 1/20 apres comme je fais avec le pas parce ke je suis censée obtenir une courbe croissante mais mes valeurs sont bizarres jobtiens des valeurs positives puis des valeurs negatives. EN fait je ne sais pas integrer le pas dans les deux équations que j'ai trouvée.

Posté par
Glapion Moderateur
re : Maths equation differentielle et euler ? 19-10-11 à 11:44

L'idée de la méthode d'Euler c'est de mettre l'équation sous la forme q'(t)=(5-q(t))/100 et se demander ce qui se passe si on ne place à un temps t assez petit. On dit alors en assimilant la dérivée q'(t) à son accroissement \frac{\Delta q}{\Delta t} que q= [(5-q(0))/100]t
cela fournit une approximation de q : q1(t)= q(0)+q à l'instant t1=t et puis on recommence. Est-ce bien ça que tu as fait ?

Posté par
dhalte
re : Maths equation differentielle et euler ? 19-10-11 à 12:05

j'ajoute mon grain de sel :

rappel : le nombre dérivé est la limite du taux de variation \frac{f(x_0+h}-f(x_0)}h

dans une simulation, on estime que si l'écart h est suffisamment petit, on a une bonne approximation de ce nombre dérivé
dans ton exercice bourrin, h=30, donc la notion de suffisamment petit est très fonction du contexte.

que dit ton équation ?
q' = \frac{5-q)}{100}

la limite du taux de variation en chaque point est fonction de la valeur de la fonction en ce point

remplaçons q' par le taux

\frac{q(x+h)-q(x)}h \approx \frac{5-q(x))}{100}

ce qui permet d'établir que dans cette approximation, on peut calculer de proche en proche une valeur approximative de q(x+h) si on a une valeur de q(x)

q(x+h) \approx h\times\frac{5-q(x))}{100}+q(x)

donc avec q(0)=0, on calcule q(0+h)=q(h)
puis avec q(h), on calcule q(h+h)=q(2h)
puis avec q(2h), on calcule q(2h+h)=q(3h)
etc...

il se trouve que ton équation possède aussi une solution exacte : \Large q(x)=2(1-e^{-\frac x{100}})

Ainsi, on peut comparer la solution approximative obtenu avec la solution exacte

voici le résultat sous tableur :
Maths equation differentielle et euler ?

évidemment, si le pas est plus fin, le nombre de calculs à faire est plus important, mais le résultat approximatif est plus proche du résultat théorique.

Cette méthode est très utile pour se faire une idée du graphe obtenu
elle n'est possible que si on a une valeur particulière à notre disposition et si on peut mettre l'équation initiale sous la forme q(x+h) = FONCTION(q(x))

Posté par
dhalte
re : Maths equation differentielle et euler ? 19-10-11 à 12:06

correction typographique :
taux de variation : \frac{f(x_0+h)-f(x_0)}h

Posté par
Glapion Moderateur
re : Maths equation differentielle et euler ? 19-10-11 à 12:29

Evidemment là avec un pas de 30s qui est plutôt grand, on s'éloigne pas mal de la solution après 300s
Maths equation differentielle et euler ?

(Essaye geogebra pour dessiner, on trouve des feuilles toute faites sur Euler)

Posté par
Glapion Moderateur
re : Maths equation differentielle et euler ? 19-10-11 à 12:31

oui tu as raison dhalte, il ne va pas mon dessin, j'ai dû me tromper quelque part.



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1741 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !