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#1 Re : Entraide (supérieur) » Equation différentielle » 05-02-2023 10:11:40

Fred a écrit :

Bonjour,

  En fait, tu es toujours coincé au problème initial. As-tu suivi les indications de Ginger40 et de BlackJack pour exprimer A,B,C,D en fonction de a,b,c,d ???? C'est cela le noeud du problème!

F.

Bonjour,
En essayant de tout réunir voila jusqu'où j'y arrive :

$$
(2at + b)\times(1+\sqrt {at^2 + bt + c} + d) = (1-t)\times 2(\sqrt {at^2 + bt + c}+d)
$$

Je développe des 2 cotés dans un premier temps :

$$
2at + 2at\sqrt {at^2 + bt + c} + 2atd + b + b\sqrt {at^2 + bt + c} + db = 2\sqrt {at^2 + bt + c} + d -2t\sqrt {at^2 + bt + c} - dt
$$

Je bascule le tout du meme côté :

$$
2at + 2at\sqrt {at^2 + bt + c} + 2atd + b + b\sqrt {at^2 + bt + c} + db - 2\sqrt {at^2 + bt + c} - d + 2t\sqrt {at^2 + bt + c} + dt = 0
$$

Je vois que je peux simplifier l'expression en factorisant par $\sqrt {at^2 + bt + c}$ , cela me donne :

$$
\sqrt {at^2 + bt + c}(2at + b -2 + 2t) + 2at + 2atd + b + db - d + dt = 0
$$

C'est là ou je coince un peu, j'essaye de simplifier encore à l'aide de t, de b:

$$
\sqrt {at^2 + bt + c}(2at + b -2 + 2t) + t(2a + 2ad + d) + b(1 +d) - d= 0
$$

Et là je ne sais plus, ce que j'ai le droite de faire... :)

#2 Re : Entraide (supérieur) » Equation différentielle » 04-02-2023 16:46:43

Bonjour à vous,
J'ai une nouvelle question s'il vous plait.

Je vous redonne le contexte. J'ai l'équation différentielle suivante :
$y' =  \frac{1-t}{1+y}$ (1a)
$y(0) = 0$ (1b)

La fonction $F(t)= \sqrt {at^2 + bt + c}+d$ est solution de l'équation différentielle.
Sachant que l'équation (1a) peut etre ecrite sous la forme d'une relation de la forme
$(At + B) + (Ct + D) \sqrt {at^2 + bt + c} = 0$ (2)

Je dois déterminer, à l'aide de la condition initiale 1(b), les valeurs $a,b,c$ et $d$.
La relation (2) doit être identiquement nul, c'est à dire pour toutes les valeurs de t, on a à résoudre un système d'équations $A = B = C = D = 0$.

Je dois retrouver les valeurs suivantes
$a = -1$
$b = 2$
$c = 1$
$d = -1$

Pourrez vous m'indiquez comment je dois m'y prendre s'il vous plait ?
Merci d'avance.

#3 Re : Entraide (supérieur) » Dérivée d'une fonction » 04-02-2023 11:03:59

Koala_97441 a écrit :

Bonjour,

Je reviens vers vous sur ce sujet car je coince dans ma progression...
Le contexte est le suivant :


Soit l’équation différentielle suivante :

(1a) $yy'xexp\frac {y}{1+y'} = 4$
(1b) $y(0) = 1$

Question n°1:

Cette équation ne prend pas la forme $y′ = f (y)$. Elle définit de façon implicite $y'$ car on ne saura pas transformer l’équation (1a) en une relation $y′ = f (y)$. Il nous faudra donc, à chaque itération et connaissant la valeur de $y$ à cet instant précis, calculer $y′$ par une méthode numérique comme l’algorithme de Newton.

J'ai répondu à la première question suivante, qui faisait l'objet de ma demande initiale sur le sujet :

Sachant que $y(0)$ vaut 1, $y′(0)$ doit vérifier l’équation:
$xexp\frac {1}{1+x} = 4$ en vertu de la relation (1a). Calculer $y'(0)$ grâce à l'algorithme de Newton (la valeur initiale peut être obtenue graphiquement), indication $y'0 ≈ 3,14$

Réponse n°1:

Mon code python:
$def$  $F(x):$
   $return$  $x*np.exp(1/(1+x))-4$

$def$ $Fp(x):$
    $return$  $(1-x/(1+x)**2)*np.exp(1/(1+x))$

A l'aide de l'indication $y'0 ≈ 3,14$ ,j'initialise une variable
$x = 2$

Alors pour 5 itérations de l'algorithme de Newton, j'obtiens le résultat suivant :
$for$ $i$ $in$ $range(5):$
    $x = x - F(x)/Fp(x)$
    $print(x)$

La dernière itération vaut $x = 3,1420213865119737$

Est-ce que vous êtes d'accord avec moi ?

Et alors je coince à la question suivante...

Définir une fonction Python $yp()$ dont l’appel $yp(y,y′(0))$ calcule, grâce à l’algorithme de Newton, étant donné $y$ et une valeur de initiale $y′0$, la valeur $y′$ vérifiant (1a). Par exemple, $yp(1.6, 0.5)$ devrait retourner la valeur $y′$ correspondant au cas où $y$ prendrait la valeur $1,6$ (l’algorithme de Newton déterminant $y′$ étant initialisé avec une première estimation égale à $0,5$).

Je dois notamment retomber sur les relations suivantes :
$yp(1.0, 3.0)$ vaut approximativement $3,14$
$yp(1.4, 1.7)$ vaut approximativement $1,70$
$yp(1.8, 0.8)$ vaut approximativement $0,83$.

Je suis un peu perdu dans l'initialisation des variables...  Est-ce que vous voyez comment procéder ?
Merci d'avance

#4 Re : Entraide (supérieur) » Dérivée d'une fonction » 04-02-2023 10:58:03

Bonjour,

Je reviens vers vous sur ce sujet car je coince dans ma progression...
Le contexte est le suivant :


Soit l’équation différentielle suivante :

(1a) $yy'xexp\frac {y}{1+y'} = 4$
(1b) $y(0) = 1$

Question n°1:

Cette équation ne prend pas la forme $y′ = f (y)$. Elle définit de façon implicite $y'$ car on ne saura pas transformer l’équation (1a) en une relation $y′ = f (y)$. Il nous faudra donc, à chaque itération et connaissant la valeur de $y$ à cet instant précis, calculer $y′$ par une méthode numérique comme l’algorithme de Newton.

J'ai répondu à la première question suivante, qui faisait l'objet de ma demande initiale sur le sujet :

Sachant que $y(0)$ vaut 1, $y′(0)$ doit vérifier l’équation:
$xexp\frac {1}{1+x} = 4$ en vertu de la relation (1a). Calculer $y'(0)$ grâce à l'algorithme de Newton (la valeur initiale peut être obtenue graphiquement), indication $y'0 ≈ 3,14$

Réponse n°1:

Mon code python:
$def$  $F(x):$ (fonction que je récupère de l'énoncé $xexp\frac {1}{1+x} = 4$)
   $return$  $x*np.exp(1/(1+x))-4$

$def$ $Fp(x):$ (ma dérivée de F(x))
    $return$  $(1-x/(1+x)**2)*np.exp(1/(1+x))$

A l'aide de l'indication $y'0 ≈ 3,14$ ,j'initialise une variable
$x = 2$

Alors pour 5 itérations de l'algorithme de Newton, j'obtiens le résultat suivant :
$for$ $i$ $in$ $range(5):$
    $x = x - F(x)/Fp(x)$
    $print(x)$

La dernière itération vaut $x = 3,1420213865119737$

Est-ce que vous êtes d'accord avec moi ?

#5 Entraide (supérieur) » Dérivée d'une fonction » 03-02-2023 09:04:12

Koala_97441
Réponses : 3

Bonjour,

J'ai l'équation suivante :

$xexp\frac {1}{1+x} = 4$

Cette équation est une solution d'équation différentielle, je dois opérer l'algorithme de Newton sur cette fonction.
Je sais qu'on opère l'algorithme de Newton pour une fonction f(x) = 0
Alors je vais appliquer l'algorithme sur la fonction :

$xexp\frac {1}{1+x} - 4= 0$


Pour pouvoir appliquer l'algorithme de Newton, j'ai besoin de la dérivée...
J'estime que je peux ignorer la constante -4
Ma dérivée est sous la forme $(u*v)'$.
Avec $u = x$
et $v = exp\frac {1}{1+x}$

J'ai donc $(u*v)' = u'v + uv'$
                            $1 * exp\frac {1}{1+x} + x * v'$

$v'$ est complexe, alors je vais le développer :
Dans la dérivée de $exp\frac {1}{1+x}$

Je vais devoir dériver $\frac{1}{1+x}$     ,car la dérivée de $exp(u) = u'exp(u)$
Je trouve alors
$u'exp(u)= \frac {-1}{(1+x)^²} exp\frac {1}{1+x}$   ===> je trouve ici le $v'$ de ma dérivée initiale

Ma dérivée initiale devient :
$1 * exp\frac {1}{1+x} + x * \frac {-1}{(1+x)^²} exp\frac {1}{1+x}$

$exp\frac {1}{1+x} - \frac {x}{(1+x)^²}exp\frac {1}{1+x}$ est la dérivée que je recherche.

Que je peux réduire ainsi
$(1 -  \frac {x}{(1+x)^²})exp\frac {1}{1+x}$


Est-ce que vous êtes d'accord avec moi  ? J'ai la bonne démarche ?
Merci

#7 Re : Entraide (supérieur) » Equation différentielle » 31-01-2023 11:27:08

Merci pour votre aide.

Effectivement on nous demande de trouver la dérivée au départ pour :
$y(t) = \sqrt {at^2 + bt + c} + d$

Cela donne pour moi :
$y'(t) = \frac  {2at + b}{2\sqrt {-at^2 + bt + c}}$

J'ai la dérivée donc. J'aurais tendance à vouloir résoudre ceci :

$\frac  {2at + b}{2\sqrt {at^2 + bt + c}} = \frac  {1- t}{1+\sqrt {at^2 + bt + c} + d }$

Puis

$\frac  {2at + b}{2\sqrt {at^2 + bt + c}} * \frac  {1- t}{1+\sqrt {at^2 + bt + c} + d }$ = 0

Je suis pas sure de remplacer les bons termes…? Ca me semble compliquer à résoudre de cette façon..

#8 Entraide (supérieur) » Equation différentielle » 31-01-2023 07:53:15

Koala_97441
Réponses : 9

Bonjour,

Je commence un cours sur les équations différentielles, j'ai quelques difficultés.

On me donne l'équation différentielle suivante, y' = (1 - t) / 1 + y)

On suppose que la solution à cette équation, prend la forme U(t) = √(at² + bt +c) +d.

Je dois démontrer que l'équation y', peut s'écrire sous la forme d'une relation de la forme :
(At + B) + (Ct + D)√(at² + bt +c) = 0

A, B, C, D dépendent éventuellement de a, b, c, et d mais pas de t.

J'imagine que je dois me servir de U(t) ? Mais je ne sais pas comment faire...
Si vous avez quelques pistes.

Merci d'avance,
Bonne journée.

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