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Système différentiel

Posté par
francis_aix
20-04-07 à 19:36

Bonjour,

je dois résoudre le système différentiel suivant:

\left\{\begin{array}{l}y_1'=4y_1+2y_2 \\ y_2'=2y_2-2y_3 \\ y_3'=4y_2+2y_3 \end{array}\right..

Je ne sais absolument pas comment partir...

En posant U=\left[\begin{array}{c} y_1 \\ y_2 \\ y_3\end{array}\right] et A=\left[\begin{array}{ccc}4 & 2 & 0 \\ 0 & 2 & -2 \\ 0 & 4 & 2\end{array}\right], le système s'écrit alors:

U'=A\times U.

Je suis coincé là.

Merci pour votre aide !

Francis

Posté par
mikayaou
re : Système différentiel 20-04-07 à 19:39

bonjour

juste une idée, en posant yi=aiexp(kx) ? (sans en être sûr...)

Posté par
kaiser Moderateur
re : Système différentiel 20-04-07 à 19:40

Bonjour Francis

Ensuite, il faut calculer \Large{\exp(tA)} avec t un réel quelconque donc cela impose de savoir calculer les puissances de A.

Kaiser

Posté par
otto
re : Système différentiel 20-04-07 à 19:40

Bonjour,
il y'a toujours moyen de trigonaliser ou de diagonaliser (si on est chanceux) ce genre de matrices.

As tu essayé?
Quelles sont les valeurs propres?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Système différentiel 20-04-07 à 19:41

Salut mikayaou !

Posté par
perroquet
re : Système différentiel 20-04-07 à 19:41

Bonsoir. Ce n'est pas très agréable. Il faut commencer par diagonaliser A (dans M_3(C), parce que les valeurs propres sont complexes).

Posté par
kaiser Moderateur
re : Système différentiel 20-04-07 à 19:41

salut tout le monde !

Posté par
otto
re : Système différentiel 20-04-07 à 19:43

Salut à tous.
Qui dit valeur propre complexe, dit cosinus et sinus.
Donc on arrivera quand même à des solutions pas trop moches.

Posté par
mikayaou
re : Système différentiel 20-04-07 à 19:44

salut kaiser

Posté par
perroquet
re : Système différentiel 20-04-07 à 19:44

Bonjour, tout le monde.

Ca tombe bien, parce que je vais me déconnecter.

Posté par
francis_aix
re : Système différentiel 20-04-07 à 19:47

J'ai des valeurs propres complexes en effet... ce qui me pose probleme pour la diagonalisation de A justement.

Mais je ne sais pas diagonaliser dans ce cas, pas vu en cours. Mais s'il y a moyen de le faire je veux bien avoir une méthode !

Merci pour les réponses rapides !

Posté par
kaiser Moderateur
re : Système différentiel 20-04-07 à 19:48

diagonaliser dans \Large{\mathbb{R}} ou dans \Large{\mathbb{C}}, c'est du pareil au même !

Kaiser

Posté par
francis_aix
re : Système différentiel 20-04-07 à 19:50

ok ok ok mais je vais avoir une matrice et des vecteurs propres qui contiennent des nombres complexes ???
(- c c*n comme question -)

Admettons que j'ai ma matrice diagonale. Que faire ensuite ?

Je ne comprends pas trop le cheminement

Posté par
kaiser Moderateur
re : Système différentiel 20-04-07 à 19:53

tu as peut-être dû voir en cours que si P est une matrice inversible et A une matrice quelconque alors \Large{\exp(P^{-1}AP)=P^{-1}\exp(A)P}.

Sinon, ça se voit assez facilement par le calcul.

Kaiser

Posté par
francis_aix
re : Système différentiel 20-04-07 à 19:53

je vais essayer de résoudre ca apres manger, je réflechis mieux le ventre plein !

Posté par
kaiser Moderateur
re : Système différentiel 20-04-07 à 19:54

OK, bon appétit !

Posté par
francis_aix
Suite ? 21-04-07 à 21:04

Ca y est j'ai une matrice digonale qui me permet de connaitre les puissances de A. Que faire ensuite ? Je ne saisis pas cette histoire d'expinentielle...

Merci d'avance

Posté par
otto
re : Système différentiel 21-04-07 à 21:06

La solution est Kexp(At) où K est constant.

Donc il faut trouver exp(At).

C'est plus facile de trouver l'exponentielle de sa matrice diagonale et de revenir pour trouver exp(At).

a+

Posté par
francis_aix
re : Système différentiel 21-04-07 à 21:11

j'avoue mon ignorance
J'ai du mal à saisir ce que c'est que l'exponentielle d'une matrice.
Il suffit de prendre l'exponentielle de chacun des constituants de la matrice ???

Posté par
otto
re : Système différentiel 21-04-07 à 21:14

Non surtout pas, mais c'est le cas si ta matrice est diagonale.

Tu n'as jamais vu ca dans ton cours ? (cherche bien ...)

La définition de l'exponentielle d'une matrice est celle par les séries.

Posté par
francis_aix
re : Système différentiel 21-04-07 à 21:17

ok je vais chercher... mais si la matrice est diagonale, ce qui est mon cas ca me suffit
merci

Posté par
francis_aix
re : Système différentiel 21-04-07 à 21:30

Si j'ai U'=A\times U.
J'ai le droit de dire que U=K\times e^{A\times t} ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Système différentiel 21-04-07 à 21:43

Bonsoir

Il faut faire attention tout de même : c'est un produit matriciel. K est un vecteur colonne, donc il se met à droite de l'exponentielle.

Kaiser

Posté par
lyonnais
re : Système différentiel 21-04-07 à 22:09

Bonjour à tous

A est diagonalisable dans M3(C) donc :

Si (V1,V2,V3) est une base de vecteur propre de A associés à des valeurs propres a1,a2,a3 alors :

(t -> exp(a1.t).V1 , t -> exp(a2.t).V2 , t -> exp(a3.t).V3) est un système fondamental de solution

non ?

Romain

Posté par
kaiser Moderateur
re : Système différentiel 21-04-07 à 22:11

si !

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : Système différentiel 21-04-07 à 22:12

J'oubliais : salut Romain !

Posté par
lyonnais
re : Système différentiel 21-04-07 à 22:33

Salut Kaiser

fin des mines... wait and see ;

Posté par
kaiser Moderateur
re : Système différentiel 21-04-07 à 23:08



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