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Unverified Commit f9015c07 authored by orestis.malaspin's avatar orestis.malaspin
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corrections orthographe

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......@@ -115,9 +115,14 @@ Pour nous en convaincre faisons l’exercice suivant. Reprenons l’@eq:comp que
$$n(t_0+2\delta t)=n(t_1+\delta t)=(1+r\delta t) n(t_1)=(1+r \delta t)(1+r \delta t) n(t_0)=(1+r\delta t)^2 n(t_0).$$
Si à présent nous comparons les résultats obtenus pour
$\delta t_1=2\delta t$ dans l’@eq:evolpop on a
$$\begin{aligned}
$$
\begin{aligned}
n_1&=(1+r\delta t)^2 n(t_0)=(1+2r\delta t+(r\delta t)^2) n(t_0),\\
n_2&=(1+2r\delta t) n(t_0).\end{aligned}$$ On trouve donc finalement
n_2&=(1+2r\delta t) n(t_0).
\end{aligned}
$$
On trouve donc finalement
que $n_2-n_1=(r\delta t)^2n(t_0)$. On a donc que la différence tend bien
vers 0 quand $\delta t$ tend vers 0.
......@@ -262,7 +267,7 @@ $n$-ème de $y$.
---
#### Illustation {-}
#### Illustration {-}
L’équation suivante est une équation différentielle ordinaire
$$y''+4y'+8y+3x^2+9=0.$$
......@@ -396,7 +401,7 @@ donner l’équation homogène associée. $$\begin{aligned}
---
La solution des équations différencielles inhomogènes se
La solution des équations différentielles inhomogènes se
trouve de la façon suivante.
1. Trouver la solution générale de l’équation différentielle homogène associée,
......@@ -515,7 +520,7 @@ dans l'@eq:lin, on obtient $$\begin{aligned}
\end{aligned}$$ Il nous reste donc à résoudre cette équation
différentielle pour $C(x)$ qui est une équation à variables séparables où
on aurait un $a(c)=1$. On intègre donc directement cette équation
pour obtienir
pour obtenir
$$C(x)=\int \frac{b(x)}{e^{\int a(x){\mathrm{d}}x}}{\mathrm{d}}x.$$
Finalement, on a que la solution de l’équation générale de l’équation
inhomogène est
......@@ -549,12 +554,12 @@ Résoudre les équations différentielles suivantes
2. $$y'+y=\frac{1}{1+e^t}.$$
### Équations de Bernouilli
### Équations de Bernoulli
Il existe des équations particulières qui peuvent se ramener à des
équations linéaires via des changements de variables.
Une classe particulière sont les équations de Bernouilli, qui s’écrit
Une classe particulière sont les équations de Bernoulli, qui s’écrit
$$y'(x)+a(x)\cdot y(x)+b(x)\cdot y^n(x)=0,$${#eq:bernouilli} où
$r\in{\real}$.
......@@ -564,14 +569,14 @@ $$\frac{y'(x)}{y^n(x)}+\frac{a(x)}{y^{n-1}(x)}+b(x)=0.$${#eq:bernouilli_2}
Dans ce cas là, en effectuant le changement de variable suivant
$$z=y^{1-n},$$ on obtient (exercice)
$$z'(x)+(1-n)a(x)\cdot z(x)+(1-n)b(x)=0.$$ On a donc ramené l’équation
de Bernouilli à une équation linéaire que nous savons résoudre à l’aide
de Bernoulli à une équation linéaire que nous savons résoudre à l’aide
de la méthode de la section @sec:eq_lin.
---
#### Exemple {-}
Résoudre l’équation de Bernouilli suivante $$y'-y-x\cdot y^6=0.$$
Résoudre l’équation de Bernoulli suivante $$y'-y-x\cdot y^6=0.$$
#### Solution {-}
......@@ -593,7 +598,7 @@ $y=z^{1/5}$ et on a $$y=\left(Ae^{5x}+x+\frac{1}{5}\right)^{1/5}.$$
L’équation de Riccati qui est de la forme
$$y'(x)+a(x)+b(x)\cdot y(x)+c(x)\cdot y^2(x)=0,$${#eq:riccati} et
est donc quadratique en $y$. On notera que c’est une équation de
Bernouilli (avec $n=2$ et qui est inhomogène).
Bernoulli (avec $n=2$ et qui est inhomogène).
Cette équation a une propriété intéressante. Si nous connaissons une
solution particulière à l’équation inhomogène, notons la $y_p$, alors la
......@@ -604,7 +609,7 @@ ce-dessus devient donc
$$y_p'+y_h'+a(x)+b(x)\cdot y_p+b(x)\cdot y_h+c(x)\cdot (y_p^2+2y_p(x)y_h(x)+y_h^2)=0.$$
En utilisant que $y_p$ est solution de l’équation de Riccati, on a
$$y_h'+a(x)+(b(x)+2y_p(x)c(x))\cdot y_h+c(x)\cdot y_h^2=0.$$ Cette
équation est une équation de Bernouilli avec $n=2$. On sait donc comment
équation est une équation de Bernoulli avec $n=2$. On sait donc comment
la résoudre.
--
......@@ -686,7 +691,7 @@ deux lignes. La seconde ligne ci-dessus, s’appelle le polynôme
caractéristique de notre EDO d’ordre 2.
Il nous reste à présent à déterminer $\lambda$ ce qui est un simple
problème d’algèbre. Le polynome ci-dessus se factorise simplement en
problème d’algèbre. Le polynôme ci-dessus se factorise simplement en
$$(\lambda+1)(\lambda+2)=0,$$ on a donc pour solution $\lambda=-1$, et
$\lambda=-2$.
......@@ -694,7 +699,7 @@ On a donc immédiatement deux solutions à notre équation différentielle
$$y_1(x)=e^{-x},\quad y_2(x)=e^{-2x}.$$ On vérifie aisément que ces deux
équations vérifient l'@eq:edo2_ex. Précédemment, nous
avons vu que la linéarité de ces équations différentielles, faisait
qu’on pouvait contrsuire des solutions plus générales. En effet, on peut
qu’on pouvait construire des solutions plus générales. En effet, on peut
montrer que la solution la plus générale à cette EDO est
$$y(x)=C_1 y_1(x)+C_2y_2(x)=C_1e^{-x}+C_2e^{-2x}.$$ On constate qu’il y
a deux constantes à déterminer pour avoir une solution unique. Pour ce
......@@ -708,7 +713,7 @@ $$y(x)=2e^{-x}-e^{-2x}.$$
A présent, nous pouvons généraliser cette méthode pour l’équation
@eq:edo2_cch $$a y''(x)+by'(x)+cy(x)=0.$$ En faisans la même
subsitution que précédemment, $y=e^{\lambda x}$, on a $$\begin{aligned}
substitution que précédemment, $y=e^{\lambda x}$, on a $$\begin{aligned}
&a \lambda^2e^{\lambda x}+b\lambda e^{\lambda x} +ce^{\lambda x}=0,\\
&a \lambda^2+\lambda b+c=0.\end{aligned}$$ L’équation ci-dessus doit
être résolue pour $\lambda$. Nous savons comment résoudre ce genre
......@@ -724,7 +729,7 @@ $\Delta < 0$.
#### Le cas $\Delta>0$
Dans ce cas, on a que $\lambda_1,\lambda_2\in{\real}$ sont réels.
La solution est donc donnée par (comme on l’a vu au paravant)
La solution est donc donnée par (comme on l’a vu au paravent)
$$y(x)=C_1e^{\lambda_1 x}+C_2e^{\lambda_2 x}.$$
#### Le cas $\Delta=0$
......@@ -737,7 +742,7 @@ satisfaire deux conditions initiales comme nous avons vu précédemment.
Il fau donc travailler un peu plus. Supposons que $y(x)$ est donné par
la fonction suivante $$y(x)=z(x)e^{\lambda x},$$ avec $z(x)$ une
fonction réelle. En substituant cela dans l’équation générale, on a
$$az''+(2\lambda a+b)z'+(a\lambda^2+b\lambda+c)z=0.$$ En utilant que
$$az''+(2\lambda a+b)z'+(a\lambda^2+b\lambda+c)z=0.$$ En utilisant que
$\lambda=-b/(2a)$ et $\Delta =0$ il vient $$z''=0.$$ La solution de
cette équation est $$z=C_1+xC_2.$$ On obtient donc comme solution
générale de l’équation différentielle $$y(x)=(C_1+C_2 x)e^{\lambda x}.$$
......@@ -769,7 +774,7 @@ l'@eq:sol2 comme $$\begin{aligned}
&=e^{ux}\left(C_3\cos(vx)+C_4\sin(vx))\right),\end{aligned}$$ où on a
définit $C_3\equiv C_1+C_2$ et $C_4\equiv i(C_1-C_2)$.
Résoudre les EDO d’ordre 2 à coefficiens constants suivantes:
Résoudre les EDO d’ordre 2 à coefficients constants suivantes:
1. $y''+y'+y=0$,
......@@ -901,7 +906,7 @@ $n=0$ $$\begin{aligned}
x(t_{1})&=x(t_0)+\delta t v(t_0)+\frac{1}{2}\delta t^2 a(x(t_0)),\nonumber\\
x(t_{1})&=x_0+\delta t v_0+\frac{1}{2}\delta t^2 a(x_0),\end{aligned}$$
où $x_0$ et $v_0$ sont les conditions initiales de notre problème.
Esuite les itérations suivantes ($n>0$) sont calculables directement
Ensuite les itérations suivantes ($n>0$) sont calculables directement
avec l'@eq:verlet_novel. Un autre avantage
considérable de ce modèle est qu’il est très simple d’y inclure une
force de frottement proportionnelle à la vitesse. Sans entrer dans les
......
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