Equation hyperbolique

Bonjour,

je souhaiterais savoir qu'appele t-on une "Equation hyperbolique" ? Je suppose que les problèmes hyperboliques sont liés à ces équations.

Merci


Mathieu

Réponses

  • Salut,
    C'est dans quel contexte? Equations au dérivée partielles?
    En très gros on peut dire dans ce cas que c'est une equation linéaire
    du second ordre dont les coefficients (sur les dérivées d'ordre 2) sont ceux d'une forme
    quadratique non dégénérée ni positive ni négative (donc pour laquelle
    il existe des vecteurs isotropes). Par exemple une equation faisant intervenir
    un d'Alembertien.

    A+

    eric
  • Pour compléter s'il s'agit bien d'EDP, il y a aussi des équations hyperboliques du premier ordre, linéaires comme l'équation de transport, non linéaires comme la dynamique des gaz, etc., etc.
  • Salut aux couche-tard du phorum,
    Cher remarque,
    Je voudrais savoir quel est le point commun aux équations que tu cites qui justifie qu'on peut les qualifier d'hyperboliques ?
    Par ailleurs connais-tu le livre de J. Rauch (PDE) qui est recommandé par quelqu'un dans phorum-livres ?
    Pas moyen d'avoir la table des matières en entier... Je crains que cela soit d'abord un cours sur les distributions et ensuite quelques applications aux EDP (il n'y a que 260 pages). N'y trouve-t-on pas pléthore de J-L. Lionseries, ce qui n'est pas ce que je recherche.
    As-tu une autre recommandation de livre sur ce sujet? L'aspect numérique ne m'intéresse pas.
    Merci pour des réponses.
    Bien cordialement.
  • Dear C. de Pluquaire,

    Le point commun à ces équations est je crois la propagation d'ondes, usuelles ou ondes de choc, à vitesse finie. Le qualificatif « hyperbolique » vient sans doute de ce que le symbole de l'équation des ondes ressemble à l'équation d'un hyperboloïde, rien de plus. Dans le cas d'un système hyperbolique non linéaire du premier ordre $\frac{\partial U}{\partial t}=\frac{\partial f(U)}{\partial x}$ (en dimension un d'espace pour fixer les idées), la définition de l'hyperbolicité fait intervenir les valeurs propres de la matrice $A=\frac{\partial f}{\partial U}$ qui doivent être réelles et ne pas se croiser. On ne voit pas trop d'hyperbole là dedans... Par contre, les valeurs propres en question sont effectivement des vitesses de propagation.

    Je ne connais pas le livre de Jeffrey Rauch, mais c'est un excellent spécialiste de la question EDP en général. Si le côté J.-L. Lions ne te plaît pas (pourtant, une source essentielle), tu as le côté Hörmander ou Trèves pour les équations linéaires, et par exemple Gilbarg-Trudinger pour parler un peu d'équations non linéaires également. M'enfin, c'est vaste. Il n'y a pas vraiment de tout-en-un en la matière et de plus, je ne suis pas avec attention l'actualité en librairie...
  • @Remarque

    Je cite Lars Garding pour appuyer tes propos:

    Originally, the adjective hyperbolic marked the connection between the wave equation and a hyperbolic conoid.When applied to general partial differential operators or systems the term now indicates that one of the variables
    is time t = t(x) and that the solutions of the system describe wave propagation with finite velocity in all directions.More precisely, the solution u of Cauchy’s problem with no source function and with data given for t = const.should have the property that the value of u at a point depends continuously
    on the values of the data and their derivatives in a compact set.F or an operator P(D) with constant coefficients this means that there is a fundamental solution E(x), i.e. a distribution such that P(D)E(x) = δ(x), whose support
    is contained in a proper, closed cone.

    Hyperbolic Equations in the Twentieth Century Lars Gårding
    disponible sur le site de la SMF.

    @C de Pluquaire

    J'ai cité ce livre justement parce qu'il n'est pas long. Il a le mérite d'aborder les théorèmes anciens (Cauchy-Kowalevskaya, Holmgrem, principe de Duhamel, etc..) et les façons modernes de formaliser. Les distributions sont supposées connues et rappelées en annexe pour les ignorants (a crash course in distribution theory). Je pensais que c'est cela que tu cherchais. Il n'y a pas d'analyse numérique et c'est essentiellement une vision géométrique et variationnelle des EDP. Evidemment ce n'est qu'une (bonne) introductionTu peux regarder la table des matières en cliquant sur la photo du livre sur amazon: http://www.amazon.com/Partial-Differential-Equations-Graduate-Mathematics/dp/0387974725


    Si tu cherches du plus complet: tu as en trois volumes:
    Partial Differential equations de Michael E Taylor. Springer.
  • Bonjour à tous,
    Encore un post qui vient de disparaître sans laisser d'adresse: mais que fait la police du phorum?
    @ remarque. Merci pour tes réponses. Je vais voir Gilbarg-Trudinger, le non-linéaire c'est l'avenir...
    J'avais acheté les deux tomes de Hörmander lors de la Yellow-Sale de l'an passé, mais je ne les ai pas lus; je vais les consulter.
    Dommage qu'il n'y ait pas de "tout-en-un", mais est-il "écrivable" ?
    @ olib. Merci pour les compléments sur les EDP hyperboliques.
    Merci pour les précisions sur J. Rauch, je crois qu'il m'ira. Mais je vais me renseigner sur M.E. Taylor.
    Bien cordialement.
    B. L.
  • Sinon comme le disait remarque il y a le {\it Basic Linear Partial Differential Equations} de F. Trèves, chez Dover (donc prix très raisonnable). Il ne va pas très loin comme son titre l'indique, mais il est on ne peut plus clair et contient une mine d'exercices intéressant. On peut compléter avec le {\it Topologocal Vector Spaces, Distributions and Kernels} du même auteur, chez Dover également, et qui présente les mêmes qualités.

    Le Rauch a l'air très intéressant, je vais essayer d'y jeter un oeil, merci olib !
  • Bonsoir,
    Peut-être serait-il bon de préciser pour d'éventuels lecteurs que le livre (célèbre, j'ai vu) de Gilbarg-Trudinger ne traite que les opérateurs elliptiques (du second ordre). Musiciens et chauffagistes s'abstenir.
    Merci à egoroffski pour ses suggestions; j'ai déjà le second, en version de luxe (Academic Press).
    Bien cordialement.
  • Gilbarg-Trudinger ne traite que les opérateurs elliptiques (du second ordre).

    True. Pour les hyperboliques non linéaires, on a Godlewski-Raviart, mais qui est clairement orienté vers les méthodes numériques. Il y a certainement d'autres bouquins...
  • Le troisième tome de Taylor est consacré aux EDP non linéaires, hyperboliques, elliptiques, parabolique ainsi qu'aux équations d'Einstein et de Navier-Stokes.
    Je n'ai pas ce tome et je n'y connais pas grand chose en non linéaire (j'ai juste suivi des cours de DEA de Haim Brezis il y a longtemps et il nous conseillait, à part son cours qui était "self-contained", le Gilbarg-Trudinger qu'il citait comme référence (comme Remarque évidemment).
    En ce moment, les chercheurs ont l'air de s'intéresser en particulier aux Equations dispersives non linéaires, par exemple:
    http://www-fourier.ujf-grenoble.fr/IMG/pdf/deBouard.pdf
  • Je ne peux m'empêcher de citer ma charmante prof d'EDP de M1 : "ma nous avons vou qué, si lé discriminant est positive, l'équation est hyperboliqué !" :)
  • Ah ! Rouen, hein ?
  • Salut,je suis en M2 specialise en EDP je suis entrain de preparer des cours concernants les systemes hyperboliques,problemes d'evolution,j'ai besoin de references,j'espere que vous m'aider a choisir des guides interressants mais je prefere qu'ils soient en langue francaise,je vous remercie tant et jattend votre reponse avec patience.A bientot.
  • solve : Sinh(pi*x)=6.98*pi*x

    Bonjour, merci d'avance, au revoir ?

    Bruno
  • bonjour

    ton équation n'est pas algébrique, on ne peut la résoudre que par les méthodes analytiques

    tu poses $u = \pi.x$ et ton équation devient $shu = 6,98.u$

    graphiquement tu constates que les deux courbes d'équation respective $y = sh(u)$ et $y = 6.98.u$
    se coupent en deux points symétriques de l'origine
    avec une abscisse supérieure à 3 pour le point commun à droite

    tu poses l'équation récurrente
    $u_n = \ln[6,98.u_{n-1} + \sqrt{(6,98.u_{n-1})²+1}]$
    avec $u_0 = 3$

    après quelques itérations tu trouves la limite de la suite récurrente soit $u = 4,0337003$

    et donc tes deux racines sont $r = \pm\frac{u}{\pi} = \pm{1,282906626....}$

    cordialement
  • Merci à Jean lismonde pour sa solution ; je ferme ce sujet avant que d'autres intermitants du forum ne le squattent.

    Bruno
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