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Résumé Équations différentielles ordinaires

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Table des matières 1 Les équations différentielles linéaires 7 1.1 Quelques exemples d’équations ou de systèmes d’équations différentiels linéaires . . 8 1.1.1 Dynamique des populations : le modèle de Malthus . . . . . . . . . . . . . . 8 1.1.2 Pharmacocinétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1.3 Circuits électriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.2 Équations différentielles scalaires linéaires du premier ordre . . . . . . . . . . . . . 15 1.2.1 Résolution des équations différentielles linéaires homogènes scalaires du premier ordre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.2.2 Résolution des équations différentielles linéaires scalaires du premier ordre . 18 1.2.3 Comment trouver une solution particulière ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.3 Résolution de systèmes différentiels linéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.3.1 Théorème d’existence et d’unicité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.3.2 Systèmes homogènes - structure de l’espace des solutions . . . . . . . . . . 26 1.3.3 Équations différentielles linéaires scalaires homogènes d’ordre 2 . . . . . . . 27 1.3.4 Systèmes non-homogènes - structure de l’espace des solutions . . . . . . . . 28 1.3.5 Cas des systèmes différentiels à coefficients constants . . . . . . . . . . . . 29 1.4 Approximation d’une équation différentielle linéaire . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1.4.1 Problématique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1.4.2 Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 1.4.3 Le schéma d’Euler explicite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 1.4.4 Le schéma d’Euler implicite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 1.4.5 Comportement des schémas en temps long . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 1.5 Appendice : primitives de fonctions usuelles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2 Les équations différentielles non linéaires : existence et unicité 45 2.1 Quelques exemples de la vie courante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.1.1 Dynamique des populations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.1.2 Equation d’un pendule pesant simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 2.2 Quelques exemples simples plus académiques qui illustrent les difficultés inhérentes aux problèmes non linéaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 2.2.1 Exemple de non existence globale : y 0 = y 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 2.2.2 Exemple de non unicité : y 0 = p |y| . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 2.3 Notion de solution d’une équation différentielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 5 2.4 Théorèmes d’existence et d’unicité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2.4.1 Notion d’unicité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2.4.2 Fonctions localement lipschitzienne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2.4.3 Théorèmes de Cauchy-Lipschitz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 2.4.4 Cas particulier des systèmes autonomes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 2.4.5 Cas f continue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 2.5 Théorèmes d’explosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 2.6 Approximation des solutions d’une EDO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 2.6.1 Discrétisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 2.6.2 Etude d’un schéma numérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 2.6.3 Le schéma d’Euler explicite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 2.6.4 Autres schémas à un pas - le schéma d’Euler implicite . . . . . . . . . . . . 66 3 Propriétés qualitatives des équations différentielles non linéaires 67 3.1 Quelques outils pour déterminer le caratère global des solutions . . . . . . . . . . . 67 3.2 Comportement des solutions de systèmes différentiels linéaires pour des temps longs 70 3.3 Comportement des solutions au voisinage des équilibres - cas autonome . . . . . . . 73 3.4 Comportement qualitatif des solutions en dimension 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 3.5 Comportement qualitatif des solutions en dimension 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 3.5.1 Le théorème de Poincaré-Bendixon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 3.5.2 Le système proie-prédateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

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1


I2M, Aix-Marseille Université Licence 3ième année
Année 2018-2019

Licence de Mathématiques


Équations différentielles ordinaires

Site Saint Charles
Thierry Gallouët -
Loïc Le Treust

Site Luminy
Serge Vladuts -

22 août 2018




D’après les notes de cours d’Assia Benabdallah et de Florence Hubert.

,2 Équations différentielles ordinaires Licence 3ième année. Année 2018-2019

,Bibliographie
[Arn74] V. Arnold, Equations différentielles ordinaires, MIR, 1974.
[BG10] S. Benzoni-Gavage, Calcul différentiel et équations différentielles, Dunod, 2010.
+
[BGB 08] L. Bourguignon, S. Goutelle, J. Burdin, de Saint Martin, A. Guillermet, M. Ducher,
R. Jelliffe, and P. Maire, Bases rationnelles de la modélisation thérapeutique, Jacques
André, 2008. 9
[Bou12] G. Boularas, Equations différentielles, Cours de L3 de l’Université de Limoges (2012).
[Dem06] J.P. Demailly, Analyse numérique des équations différentielles, EDP Sciences, 2006.
[EK05] L. Edelstein-Keshet, Mathematical models in biology, SIAM, 2005. 49
[GAL14] E. Ghys, A. Alvarez, and J. Leys, Chaos, 2014. 49, 50, 52, 75
[Gom25] B. Gompertz, On the nature of the function expressive of the law of human mortality and
on a new mode of determining the nature of life contingencier, Letter to Francis Baily
(1825), 513–585. 48
[Gom65] , Wikipédia, 1779-1865. 48
[GW90] M. Gyllenberg and G.F. Webb, A nonlinear structured population model of tumor growth
with quiescence, Journal of Math. Biol. 28 (1990), no. 6, 671–713.
[Har82] P. Hartmann, Ordinary differential equations, Birkhauser, 1982.
[Her] R. Herbin, Analyse numérique : cours et exercices corrigés, http ://www.cmi.univ-
mrs.fr/ herbin/anamat.html.
[HH06] J. H. Hubbard and F. Hubert, Calcul scientifique. equations différentielles et équations
aux dérivées partielles, vol. 2, Vuibert, 2006. 13
[Hub10] F. Hubert, Etude de quelques problèmes de transport en médecine, Université de
Provence-Master2-Edp, 2010.
[HW99] J. H. Hubbard and B. West, Equations différentielles et systèmes dynamiques, Cassini,
1999.
[KBO03] A. C. King, J. Billingham, and S. R. Otto, Differential equations, linear, nonlinear, or-
dinary, partial, Cambridge, 2003.
[Lam72] J.H. Lambert, Anmerkungen und zusätze zur entwerfung des land- und himmelscharten.
48
[Mal] Thomas Malthus, Wikipedia. 46
[Pis78] N. Piskounov, Calcul différentiel et intégral, vol. 2, MIR, 1978.
[Ver] P.F. Verhultz, Wikipédia. 47
[Ver45] , Recherches mathématiques sur la loi d’accroissement de la population, Nou-
veaux mémoires de l’Académie royale de Bruxelles 18 (1845), 1–42. 47
[Vér02] J. Véron, Les mathématiques de la population de Lambert à Lotka, Math. & Sci. Hum.
40ème année (2002), no. 159, 43–45. 48
[wika] Calculateur humain, Wikipédia. 38
[wikb] Equations de Lotka-Volterra, Wikipédia. 50

, 4 Équations différentielles ordinaires Licence 3ième année. Année 2018-2019


[wikc] Les figures de l’ombre, Wikipédia. 38
[wikd] Système dynamique de Lorenz, Wikipédia.
[wike] Théorie du chaos, Wikipédia.
[Zab95] J. Zabczyk, Mathematical control theory, Birkhauser, 1995.
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