Equa. diff. linéaire : problème de Cauchy


  • Z

    Bonjour voici un problème de Cauchy intéressant que j'ai à résoudre
    n∈mathbbZmathbb{Z}mathbbZ x∈I
    equa-diff : y' + xy = xnx^nxn [1]
    conditions intiales : y(1) = 1

    Voilà mon travail :
    x²/2 est une primitive de x sur I

    [1] <=> y' ex²/2e^{x²/2}ex²/2 + xyex²/2xye^{x²/2}xyex²/2 = xxx^nex²/2e^{x²/2}ex²/2

    Or,
    D[yex²/2D[ye^{x²/2}D[yex²/2]=y' ex²/2e^{x²/2}ex²/2 + xyex²/2xye^{x²/2}xyex²/2 (1er membre)
    ( D désigne dérivée p/r à x)
    <=> D[yex²/2D[ye^{x²/2}D[yex²/2] = xxx^nex²/2e^{x²/2}ex²/2

    On note P(x,n) une primitive de xxx^nex²/2e^{x²/2}ex²/2

    D[yex²/2D[ye^{x²/2}D[yex²/2] = D [ P(x,n) ]
    <=> ∃ λ ∈ mathbbRmathbb{R}mathbbR tel que : yex²/2ye^{x²/2}yex²/2 = P(x,n) + λ
    donc y(x) = P(x,n)e−x²/2n)e^{-x²/2}n)ex²/2 + λe−x²/2e^{-x²/2}ex²/2

    Voilà l'expression de y(x)
    maintenant on peu trouver une valeur de λ qui satisfait les conditions initiales :
    en effet,
    y(1) = 1 <=> 1 = P(1,n)e−1/2n)e^{-1/2}n)e1/2 + λe1/2e^{1/2}e1/2
    <=> λ = e1/2e^{1/2}e1/2 - P(1,n)

    Voilà ça s'etait pour ce qui est fait, vous avez vu ? quasiment presque tout enfin il manque un petit détail : P(x,n)
    En effet il faut maintenant trouver une primitive de :

    <strong>x<strong>x<strong>x^nex²/2e^{x²/2}ex²/2
    selon les valeurs de n bien entendu ... 😁

    C'est tout ce qu'il me manque pour finir ce problème ...

    Merci aux courageux mathématiciens qui se pencheront sur mon problème ^^


  • Z

    Quel imbécile, je me reposais sur mes loriers alors que je peux continuer à travailler.
    Ce post m'a permis d'ecrire exe^xex et non pas exp(x)
    et ainsi remarquer :

    xxx^nex²/2e^{x²/2}ex²/2 = enln(x)+x²/2e^{nln(x) + x²/2}enln(x)+x²/2
    Bon ben la primitive va de soi :

    p(x,n)=e(nln(x)+x22)nx+xp(x,n) = \frac{e^(nln(x) + \frac{x^2}{2})}{ \frac{n}{x} + x }p(x,n)=xn+xe(nln(x)+2x2)
    par contre l'accé à cette primitive est strictement reservée aux x > 0
    Bon allez je vais aller continuer tout ça


  • Z

    Après calculs je trouve donc :

    ∀x ∈ $$mathbb{R}$*^+$ ; ∀n ∈ mathbbZmathbb{Z}mathbbZ \ {-1 ; -x² (lorsque celui ci ∈mathbbZmathbb{Z}mathbbZ)}
    y(x)=exp(nln(x))nx+x+1−1n+1y(x) = \frac{exp( nln(x) )}{ \frac{n}{x} + x} + 1 - \frac{1}{n+1}y(x)=xn+xexp(nln(x))+1n+11

    Voilà je n'ose pas m'aventurer dans des x de $$mathbb{R}$^-$ et des n quelconques

    Bel exercice et beau monologue ^^


  • Z

    Tout compte fait erreur erreur dans la primitive de xxx^nex²/2e^{x²/2}ex²/2

    à suivre...


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