Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau autre
Partager :

Une équation particulière ...

Posté par
lyonnais
30-03-08 à 15:13

Bonjour à tous

Je bloque sur cet exercice concernant une équation différentielle non linéaire.

Enoncé :

Citation :
On considère le problème :

\Large{\{x'=f(x)\\x(0)=a\

où f est de classe C1 et bornée.

Montrer que toute solution maximale est bornée sur IR.


Merci d'avance pour votre aide

Posté par
Camélia Correcteur
re : Une équation particulière ... 30-03-08 à 15:18

Bonjour

Ce n'est jamais facile... Ici j'essayerais d'appliquer le théorème des accroissements finis à une solution \varphi. Sans garantie...

Posté par
lyonnais
re : Une équation particulière ... 30-03-08 à 15:23

Merci Camélia ...

Oui, j'ai vraiment du mal avec les équa diff non linéaire. Je vais voir si je peux m'en sortir avec ton indice ...

Sinon je te fais signe

Posté par
lyonnais
re : Une équation particulière ... 30-03-08 à 15:31

Je ne vois pas comment partir avec ton idée de TAF ...

Je sais que le problème de Cauchy précedent admet une unique solution maximale définie sur un intervalle ouvert ]c,d[. Soit \varphi cette solution.

Sur [t1,t2] inclus dans ]c,d[, Il existe t3 dans ]t1,t2[ tq :

\Large{\varphi (t_2) - \varphi (t_1) = \varphi'(t_3).(t_2-t_1)

Posté par
Camélia Correcteur
re : Une équation particulière ... 30-03-08 à 15:35

Oui, mais \varphi'(t_3)=f(\varphi(t_3)) et f est bornée par hypothèse. Donc au moins sur un intervalle ]c,d[ borné la solution est bornée. Je suis plus ennuyée pour le justifier pour un intervalle non borné. On a déjà vu des fonctions à dérivée bornée tendre vers +...

Posté par
lyonnais
re : Une équation particulière ... 30-03-08 à 15:40

Merci déjà pour ce premier point ...

Mais c'est vrai que la question peut se poser ... Après, il y a peut-être une faute d'énoncé, mais je ne pense pas, c'est un sujet d'oraux posé à l'X en 2005

Je continue de chercher. Merci déjà de m'avoir donné une idée !

Posté par
Camélia Correcteur
re : Une équation particulière ... 30-03-08 à 15:42

Pour le cas général, on doit pouvoir faire semblant de la résoudre. Après tout elle est à variables séparées. Si f ne s'annule pas sur un intervalle, si on note F une primitive de 1/f, on doit bien pouvoir écrire quelque chose...

Posté par
perroquet
re : Une équation particulière ... 30-03-08 à 15:45

Bonjour, Lyonnais

Tu appliques d'abord le théorème de Cauchy, qui affirme l'existence d'une solution maximale (]c,b[,x).
Ensuite, on suppose que b est fini, et on remarque que, pour tout t de [0,b[:
3$ x(t)=x(0)+\int_0^t x'(u)du
Maintenant, x' est continue et bornée sur l'intervalle [0,b[ (puisque x'(u)=f(x(u))). On en déduit qu'elle est intégrable sur [0,b[.
Donc 3$ \lim_{t \rightarrow b}x(t)=\lim_{t\rightarrow b}x(0) +\int_0^t x'(u)du = x(0)+\int_0^bx'(u)du

A partir de là, on peut prolonger x sur l'intervalle ]c,b] en une fonction de classe C^1 qui est solution du problème de Cauchy étudié (je te laisse écrire les détails). Ceci contredit la maximalité de la solution (]c,b[,x).

Donc, b est infini. De même a est infini.


Ceci montre donc que toute solution maximale est définie sur R. Tu vas me répondre que ce n'était pas ce résultat que tu demandais, mais le fait que toute solution est bornée sur R. Ce résultat est faux, comme te montre l'étude du cas où f(t)=1, la solution étant dans ce cas x(t)=ae^t, qui n'est pas bornée sur R.

Posté par
Camélia Correcteur
re : Une équation particulière ... 30-03-08 à 15:46

Merci perroquet, j'avais comme un mauvais pressentiment...

Posté par
perroquet
re : Une équation particulière ... 30-03-08 à 15:46

Je suis vraiment bien devancé. Bonjour, camélia. Et au revoir, parce que je me déconnecte

Posté par
perroquet
re : Une équation particulière ... 30-03-08 à 15:47

Pour cause de brocante  

Posté par
lyonnais
re : Une équation particulière ... 30-03-08 à 15:56

Merci énormément perroquet, j'ai compris l'astuce !!

Par contre en effet, c'est bizarre ... Je suis d'accord avec ton contre exemple.

Camélia, ton intuition était donc la bonne, j'ai pourtant recopié texto l'énoncé.

Merci à tous les deux, je commence à mieux comprendre les équations non linéaires ...

A bientôt

Bonne brocante

Posté par
Camélia Correcteur
re : Une équation particulière ... 30-03-08 à 15:58

> perroquet J'ai une brocante en bas de chez moi en ce moment!



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 1675 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 !