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Théorème de Cauchy-Lipschitz global/local & equation logistique

Posté par
BlackBird
16-04-23 à 23:01

Salut!

- Quel sont les différences d'hypothèses entre le Théorème de Cauchy-Lipschitz local et global? Si l'on cherche une solution à \frac{dy}{dt}(t)=f(t,y(t)) avec y(t_{0})=y_{0}f: I \times E \to EI est un intervalle ouvert de \usepackage{dsfont} \mathds{R} contenant t_{0} et E un ouvert de \usepackage{dsfont} \mathds{R}^{d} contenant y_{0}, les deux manières d'énoncer le théorème sont-elles bien:
   - locale: si f est continue et localement lipschitzienne par rapport à sa deuxième variable, alors il existe une unique solution maximale définie sur un intervalle ouvert J de I
   -globale: si f est continue, localement lipschitzienne par rapport à sa première variable et lipschitzienne par rapport à la seconde, alors il existe une unique solution maximale qui est globale
?

-Maintenant, pour en venir à l'exercice qui m'amène ici

On s'intéresse au problème de Cauchy \frac{dx}{dt}=\alpha x (1-x) et x(0) = x_{0} \in ]0,1[ dans \usepackage{dsfont} \mathds{R}^{+}, où \alpha > 0. Je cherche à prouver l'existence d'une unique solution globale. Pour cela 2 idées me sont venues:

1) poser \usepackage{dsfont} f:\mathds{R}^{+} \times [0,1] telle que f(t,x)=\alpha x (1-x) et utiliser le théorème de Cauchy-Lipschitz global, mais il me reste à prouver que sous réserve d'existence, x est à valeur dans [0,1] (ce que je soupçonne puisque l'exercice désigne x comme une proportion d'une population), ce que je n'arrive pas à prouver

2)poser \usepackage{dsfont} f:\mathds{R}^{+} \times \mathds{R} telle que f(t,x)=\alpha x (1-x) et utiliser le théorème de Cauchy-Lipschitz local puis prouver que la solution obtenue est globale, ce que je n'arrive pas à faire.

Auriez-vous des indices, si possible pour mes 2 idées?

Posté par
carpediem
re : Théorème de Cauchy-Lipschitz global/local & equation logist 17-04-23 à 10:33

salut

sur tout intervalle inclus dans un des trois intervalles ]-oo, 0[, ]0, 1[ et ]1, +oo[

\dfrac {dx} {dt} = ax (1 - x) \iff \dfrac {dx} {x(1 - x)} = adt

et il suffit de décomposer en éléments simples pour intégrer membre à membre



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