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Commit 6ac58009 authored by orestis.malaspin's avatar orestis.malaspin
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......@@ -898,6 +898,64 @@ Cette méthode permet d'évaluer exactement des polynômes d'ordre 3, $f(x)=ax^3
Pour illustrer le concept d'équations différentielles, nous allons considérer pour commencer des systèmes
qui évoluent dans le temps (évolution d'une population, taux d'intérêts, circuits électriques, ...).
\subsection{Mouvement rectiligne uniforme}
Imaginons que nous connaissons la fonction décrivant le vitesse d'une particle au cours du temps et
notons la $v(t)$. Nous savons également que la vitesse d'une particule est relié à l'évolution au cours du temps
de sa position. Cette dernière peut être notée, $x(t)$.
En particulier, nous avons que la vitesse n'est rien d'autre que la dérivée de la position. On peut onc écrire
une équation reliant la vitesse à la position
\begin{equation}
x'(t)=v(t).
\end{equation}
Cette équation est appelée \textit{équation différentielle}, car elle fait intervernir non seulement les fonctions $x(t)$ et $v(t)$, mais également
la dérivée de la fonction $x(t)$. Si maintenant nous précisons ce que vaut la fonction $v(t)$ nous pourrons résoudre cette équation.
Comme le nom de la sous-section le laisse entendre, nous nous intéressons à un mouvement rectiligne uniforme, qui a la particularité
de décrire le mouvement d'un objet qui se déplace à vitesse constante. On a donc
\begin{equation}
v(t)=v.
\end{equation}
Nous cherchons donc à résoudre l'équation différentielle
\begin{equation}
x'(t)=v.
\end{equation}
Ou en d'autres termes, nous cherchons la fonction dont la dérivée donne $C$\footnote{Cette formulation devrait vous rappeler ce que nous avons vu au chapitre précédent}.
Vous savez sans doute que l'ensemble de fonctions satisfaisant la contrainte précédente est
\begin{equation}
x(t)=v\cdot t+B,
\end{equation}
$B$ est une constante arbitraire. On a donc la solution générale de cette équation différentielle qui n'est pas unique, mais qui donne une infinité
de solution (comme quand nous avons calculé la primitive d'une fonction au chapitre précédent). Afin de trouver une solution unique,
nous devons imposer une ``condition intiale'' à notre équation différentielle. En effet, si nous imposons la condition intiale
\begin{equation}
x(t_0)=x_0,
\end{equation}
il vient
\begin{equation}
x(t_0)=x_0=v\cdot t_0+B \Leftrightarrow B=x_0-v\cdot t_0.
\end{equation}
Finalement, la solution de l'équation différentielle est donnée par
\begin{equation}
x(t)=v\cdot (t-t_0)+x_0.
\end{equation}
\begin{remarque}
La solution de l'équation différentielle
\begin{equation}
x'(t)=v,\ x(t_0)=x_0,
\end{equation}
revient à calculer
\begin{align*}
\int x'(t)\dd t=\int v \dd t,\\
x(t)=v\cdot t + B.
\end{align*}
\end{remarque}
\subsection{Mouvement rectiligne uniformément accéléré}
Dans le cas du mouvement rectiligne d'un objet
\subsection{Évolution d'une population}
Imaginons une colonie de bactéries dont nous connaissons le taux de reproduction $r$. Nous connaissons le nombre de
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