diff --git a/cours.md b/cours.md index 0e42f45e12f60597155da3471a7482b8312a1d33..5cf85d94dab63538cf6813414260af16bfee624d 100644 --- a/cours.md +++ b/cours.md @@ -1105,7 +1105,7 @@ $$n(t_0+7200)=(1+1/3600 \cdot 7200)\cdot n(t_0)=3\cdot 1000=3000.$$ On voit que ces deux résultats ne sont pas égaux. Effectuer deux itérations de notre algorithme discret avec un pas d’itération de $\delta t$, ne correspond pas à effectuer une seule itération avec un pas deux fois -plus grand ($2\delta t$). Néanmoins cela devrait être le cas plus +plus grand ($2\delta t$). Néanmoins cela devrait être le cas pour $\delta t\rightarrow 0$. Pour nous en convaincre faisons l’exercice suivant. Reprenons l’@eq:comp que vous pouvons réécrire comme @@ -1235,7 +1235,7 @@ après un intervalle $\delta t$ est de $$c(t+\delta t)=c(t)+(r\delta t )c(t)+d\delta t.$${#eq:cap_discr} Supposons qu’on a un capital de départ $1000 \mathrm{CHF}$, un taux d’intérêts annuel de $1\%$ et un dépôt annuel de $100\mathrm{CHF}$. -Après deux mois ($\delta t=2/12=1/6$) on a donc que le capital devient +Après deux mois ($\delta t=2/12=1/6$) le capital devient $$c(1/6)=1000+0.01/6\cdot 1000 +100/6=1018.3\mathrm{CHF}.$$ Si maintenant, nous voulons avoir la valeur du capital à n’importe quel moment dans le temps, nous allons prendre $\delta t\rightarrow 0$. En @@ -1243,10 +1243,10 @@ divisant l'@eq:cap_discr par $\delta t$, et en réarrangeant les termes, on obtient $$c'(t)=rc(t)+d.$$ En supposant que $c(t=0)=c_0$ (le capital initial), cette équation différentielle a pour solution $$c(t)=\frac{d}{r}(e^{rt}-1)+c_0e^{r t}.$$ Cette solution a -pour les paramètres précédent la forme suivante sur une période de 100 +pour les paramètres précédents la forme suivante sur une période de 100 ans. -{#fig:interets width="50.00000%"} Définitions et théorèmes principaux @@ -1257,7 +1257,7 @@ Définition (Équation différentielle ordinaire) +.# Soit $y$ une fonction dérivable $n$ fois et dépendant d’une seule variable. Une **équation différentielle ordinaire** est un équation de la forme $$F(x,y,y',y'',...,y^{(n)})=0,$$ où $F$ est une fonction, et -$y'$, $y''$, ..., $y^{(n)}$ sont les dérivées premières, deuxièmes, ..., +$y'$, $y''$, ..., $y^{(n)}$ sont les dérivées première, deuxième, ..., $n$-ème de $y$. --- @@ -1292,7 +1292,7 @@ Définition (Condition initiale) +.# Une condition initiale pour une équation différentielle d’ordre $n$, est un ensemble de valeurs, $y_0$, $y_1$, ..., $y_{n-1}$ donnée telles que pour une valeur $x_0$ donnée on a -$$y(x_0)=y_0,\ y'(x_0)=y_1,\ ...,\ y^{(n-1)}=y_{n-1}.$$ +$$y(x_0)=y_0,\ y'(x_0)=y_1,\ ...,\ y^{(n-1)}(x_0)=y_{n-1}.$$ Nous souhaitons maintenant savoir sous quelles conditions une équation différentielle admet une solution et si elle est unique. Nous n’allons @@ -1304,15 +1304,14 @@ version approximative et la discuter Théorème (Existence et unicité) +.# -Soit $D\subseteq{\real}$ le domaine de définition de la fonction -$y$. Soit $y:D\rightarrow E\subseteq {\real}$ une fonction à valeur -réelle continue et dérivable sur $D$, et +Soit $y:D\rightarrow E\subseteq {\real}$ une fonction à valeurs +réelles continue et dérivable sur $D$, et $f:D\times E\rightarrow F\subseteq{\real}$ une fonction continue sur $D\times E$. Alors, le système suivant (également appelé problème de Cauchy) $$\begin{aligned} &y'=f(y,x),\\ &y(x=x_0)=y_0, - \end{aligned}$$ admet une unique unique solution $y(x)$. + \end{aligned}$$ admet une unique solution $y(x)$. --- @@ -1330,13 +1329,13 @@ mais que nous avons augmenté le nombre d’équations à résoudre. Cette propriété peut se généraliser de la façon suivante. Soit une équation différentielle d’ordre $n$ $$F(x,y,y',...,y^{(n)})=0.$$ Nous pouvons définir $z_i=y^{(i-1)}$ et on aura donc que $z_{i+1}=z_i'$. On -peut donc réécrire l’équation différentielle d’ordre $n$ comme étant +peut ainsi réécrire l’équation différentielle d’ordre $n$ comme étant $$\begin{aligned} &z_{i+1}=z_i',\ i=1,...,n-1\\ F(x,y,y',..,y^{(n)})=0 \Rightarrow &G(x,z_1,z_2,...,z_n)=0.\end{aligned}$$ Jusqu’ici $F$ peut être totalement arbitraire. Essayons de classifier un -peu les équations différentielles en fonction des propriétés du $F$. +peu les équations différentielles en fonction des propriétés de $F$. --- @@ -1355,7 +1354,7 @@ L’équation ci-dessus a les deux propriétés suivantes 1. Les $a_i$ ne dépendent que de $x$ (ils ne peuvent pas dépendre de $y$). -2. Les $y$ et toutes leur dérivées ont un degré 1. +2. Les $y$ et toutes leur dérivées ont un degré (polynomial) 1. Illustration +.# @@ -1384,7 +1383,7 @@ $$\begin{aligned} Exercice (Homogénéité) +.# -Pour chacune de ces équations différentielles ordinaires suivantes +Pour chacune de ces équations différentielles ordinaires donner tous les qualificatifs possibles. Si l’équation est inhomogène donner l’équation homogène associée. $$\begin{aligned} &y^{(4)}+4x^2 y=0,\\ @@ -1441,7 +1440,7 @@ Pour ce genre d’équations, la solution se trouve de la façon suivante. Nous commençons par écrire la dérivée, $y'={\mathrm{d}}y/{\mathrm{d}}x$ et on obtient $$\begin{aligned} \frac{{\mathrm{d}}y}{{\mathrm{d}}x} a(y)=b(x),\\ - a(y){\mathrm{d}}y=b(x){\mathrm{d}}x.\end{aligned}$$ On peut donc + a(y){\mathrm{d}}y=b(x){\mathrm{d}}x.\end{aligned}$$ On peut maintenant simplement intégrer des deux côtés et on obtient $$\int a(y){\mathrm{d}}y=\int b(x){\mathrm{d}}x.$$ Si nous parvenons à résoudre les intégrales nous obtenons une solution pour $y(x)$ (cette