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solution d'équa diff développable en série entiére

Posté par
six_roses
27-03-07 à 23:00

Bonjour à tous

voila mon probleme, je dois chercher les solutions dévelloppables en série entiére de l'équation différentielles:

(x²+1)y"-2y=0

j'ai donc posé y=sigma(An.X^n) (pour n>=0)
donc y"=sigma(n(n-1)An.X^n) (pour n>=2)

je suppose qu'on doit trouver la solution par récurrence ...

j'ai trouver la relation :
                      
A2n+1 = [2-(2n-1)(2n-3)]/[(2n+1)*2n] * A2n-1
et A2n=0 (pour n>1)
ce qui me pose probleme, c'est le "moins" au numerateur!

suis-je sur la bonne voie? et si oui que dois-je faire avec cette relation?

merci pour vos réponses

Posté par
six_roses
re : solution d'équa diff développable en série entiére 27-03-07 à 23:18

Bonjour à tous

voila mon probleme, je dois chercher les solutions dévelloppables en série entiére de l'équation différentielles:

(x²+1)y"-2y=0

j'ai donc posé y=sigma(An.Xn) (pour n>=0)
donc y"=sigma(n(n-1)An.Xn) (pour n>=2)

je suppose qu'on doit trouver la solution par récurrence ...

j'ai trouver la relation :
                      
A2n+1 = [2-(2n-1)(2n-3)]/[(2n+1)*2n] * A2n-1
et A2n=0 (pour n>1)
ce qui me pose probleme, c'est le "moins" au numerateur!

suis-je sur la bonne voie? et si oui que dois-je faire avec cette relation?

merci pour vos réponses


ps: désolé pour le double post, j'avais pas remarqué la possibilité d'utiliser les indices et exposants

Posté par
raymond Correcteur
solution d'équa diff développable en série entiére 27-03-07 à 23:47

Bonsoir.

C'est vrai que les calculs des coefficients sont toujours redoutables !

Je te donne mes résultats :

3$\textrm a_2 = a_0

3$\textrm a_3 = \frac{1}{3} a_1

3$\textrm a_4 = 0

3$\textrm a_5 = -\frac{1}{5} a_3

3$\textrm a_6 = -\frac{1}{3} a_4
.
.
.
3$\textrm a_{2p+2} = -\frac{p-1}{p+1} a_{2p}

3$\textrm a_{2p+3} = -\frac{2p-1}{2p+3} a_{2p+1}

Tu remarques que le cas général correspond bien aux premiers indices

Ensuite, on examine séparément les cas n pair et n impair. Le cas n pair est simple : tous les termes nuls à partir de a4 (compris) et a0 = 2 quelconques.

Pour le rang impair, on écrit les égalités en colonne :

3$\textrm a_{2p+1} = -\frac{2p-3}{2p+1} a_{2p-1}
3$\textrm a_{2p-1} = -\frac{2p-5}{2p-1} a_{2p-3}
.
.
.
3$\textrm a_{3} = -\frac{-1}{3} a_{1}

puis on multiplie membre à membre.

Je trouve :

3$\textrm a_{2p+1} = \frac{(-1)^{p+1}}{4p^2 - 1} , p \ge \ 1 , a_1 arbitraire

A plus RR.

Posté par
raymond Correcteur
re : solution d'équa diff développable en série entiére 27-03-07 à 23:55

Désolé : deux erreurs de frappe

1°) tous les termes de rang pair sont nuls à partir de a4 (compris), a0 = a2 arbitraire.

2°) 3$\textrm a_{2p+1} = \frac{(-1)^{p+1}}{4p^2 - 1}\times{a_1} , p \ge \ 1, a_1 arbitraire

Posté par
six_roses
re : solution d'équa diff développable en série entiére 28-03-07 à 00:27

merci pour ton aide,

mais est tu d'accord avec ma relation de recurrence?
         [2-(2n-1)(2n-3)]
A2n+1 = ------------------* A2n-1
           [(2n+1)*2n]
je trouve les meme 1er coefficients que toi, comment passe tu de ma relation à la tienne?

Posté par
raymond Correcteur
re : solution d'équa diff développable en série entiére 28-03-07 à 10:15

Bonjour.

Je trouve :

(2n-1)(2n-2).a2n-1 + (2n+1)2n.a2p+1 - 2.a2n-1 = 0

A plus RR.

Posté par
six_roses
re : solution d'équa diff développable en série entiére 28-03-07 à 10:42

oui je trouve pareil jusque la,

mais ca me donne pas :

a2p+1=-(2p-3)/(2p+1) *a2p-1

mais plutot :

             [2-(2n-1)(2n-3)]
A2n+1 =  ---------------------   * A2n-1
             [(2n+1)*2n]


et ce qui me gene, c'est la différence au numérateur ... si je remplace a2n-1par son expression, jusqu'à a1, l'expression obtenue est horriblement compliquée ... elle ne se simplifie pas

Posté par
six_roses
re : solution d'équa diff développable en série entiére 28-03-07 à 10:45

heu désolé, j'ai fais une erreur, il fallait lire (2n-2) au numérateur et non (2n-3)


              [2-(2n-1)(2n-2)]
A2n+1 =  ---------------------   * A2n-1
               [(2n+1)*2n]

Posté par
six_roses
re : solution d'équa diff développable en série entiére 28-03-07 à 14:15

ok j'ai trouvé,il fallait simplement factoriser 2-n(n-1)=-(n+1)(n-2)

... en fait !!! :(

je suis vraiment pas bon sur ce coup

désolé pour le dérangement

et encore merci

Posté par
six_roses
re : solution d'équa diff développable en série entiére 28-03-07 à 14:38

juste une petite derniére, et apres je t'embete plus

tout calcul fait, je trouve un (-1)^p et non (-1)^(p+1) au niveau de l'expression général de A2p+1

Posté par
six_roses
re : solution d'équa diff développable en série entiére 28-03-07 à 14:40

Oops dsl oublie j'ai dit n'importe quoi ... bon j'arrete mon monologue, et encore merci

Posté par
raymond Correcteur
re : solution d'équa diff développable en série entière 28-03-07 à 16:06

Je renouvelle mon qualificatif de "redoutable" !

Ces calculs de coefficients sont terribles. Personnellemnt, je calcule plusieurs termes au début (ne serait-ce que pour détecter d'éventuels coefficients n'entrant pas dans le moule) et ensuite, je teste ma formule générale avec ces premiers termes. Bien souvent, pour de stupides erreurs de rang, il faut corriger cette formule générale pour l'adapter aux premies calculs.
Je t'ai donné ma solution après l'avoir testée et modifiée.

A plus RR.

Posté par
six_roses
re : solution d'équa diff développable en série entiére 11-04-07 à 18:37

bonjour, je reviens à la charge

voila aprés nous avoir donner les conditions initiales f(0)=0 et f'(0)=1
où f est la somme de la série entiére solution, il propose de calculer (f'(x)-1)/x et d'en déduire f(x)

je trouve f(x)=-\frac{1}{2}[(x²+1)Arctan(x)-x+x²]

probleme, quand je vérifie ma solution avec l'équa diff (cf début du topic),

je retombe pas sur 0 mais sur -2x-1 ???

j'ai refait moulte fois les calculs, mais je trouve pas mon erreur

si quelqu'un peux m'aider  ... merci



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