EDP, séparation de variables

Bonjour.
Je dois résoudre une EDP de ce type : $v_t+v_{xxxx}=0$ pour $(t,x)\in (0,T)\times (0,L)$ avec comme conditions
$v(t,0)=v_x(t,0)=0=v(t,L)=v_x(t,L)=0$ et $v(x,0)=v_0(x)$.
J'ai posé $v(t,x)=\phi(t)u(x)$.
Après avoir remplacé ce $v$ dans l'EDP, j'arrive donc à un problème de valeurs propres et fonctions propres.
J'ai $\phi(t)=\phi_0e^{-\lambda t}$ et il me faut chercher les $\lambda$ tels que $u_{xxxx}=\lambda u$.
Je vous passe les détails, je pose $\lambda = \mu ^4$ et donc ma solution générale pour $u$ est $u(x)=A(\cosh(\mu x)-\cos(\mu x))+B(\sinh(\mu x)- vsin(\mu x))$. (Je n'ai que $A$ et $B$ comme cstes parce que j'ai utilisé $u(0)=0$).
Sauf que là, je suis bloqué. J'arrive maintenant à un système linéaire pour avoir $A$ et $B$. $$
M=\begin{pmatrix}
\cosh(\mu L)-vcos(\mu L)&\sinh(\mu L)- vsin(\mu L)\\
\sinh(\mu L)+vsin(\mu L)&\cosh(\mu L)-\cos(\mu L)\end{pmatrix}.

$$ Je ne sais plus quoi faire.
J'ai trouvé numériquement la valeur $\mu$ pour que le déterminant de $M$ soit nul, mais à vrai dire, je ne sais pas à quoi ça peut me servir ?

Réponses

  • Bonjour
    Pour être sûr d'avoir compris ce que vous avez dit, c'est que $\mu$ peut être pris arbitrairement grâce à (1) ?
    Cependant, j'obtiens toujours $A=B=0$ pour le système $Mx=0$ avec $$

    M=\begin{pmatrix}
    \cosh(x)-\cos(x) &\sinh(x)-\sin(x)\\
    \sinh(x)+\sin(x) &\cosh(x)-\cos(x)
    \end{pmatrix} \quad\text{et}\quad x= \begin{pmatrix}A\\B\end{pmatrix} .
    $$
  • j'obtiens toujours le vecteur nul. Donc j'en déduis qu'il n'existe pas de solution non triviale ?
  • Si la matrice n'est pas inversible (et non nulle) il y a toujours une infinité de solutions non nulles. Son noyau est une droite vectorielle !
  • En effet.
    En continuant comme j'ai commencé, je risque d'obtenir une infinité non dénombrable de solutions, et donc je ne pourrais pas les superposer.
    Cela dit, je viens de me rendre compte que je suis resté bloqué sur le cas $\lambda >0$. Si on regarde les cas $\lambda<0$ on arrive au même résultat.
    Je devrais donc avoir au final $u(x)=A+Bx+Cx^2+Dx^3$.
    Je vais continuer sur cette piste.
    Merci
  • Le cas $\lambda=0$ me donne une solution triviale.
    On est arrivé à ce système en suivant justement la méthode de Fourier.
    A vrai dire, c'est mon tuteur de TER qui est arrivé là, et m'a demandé de continuer.
    Je l'ai refais de mon côté sans me laisser influencé par ce qu'il a fait et je suis arrivé au même résultat que lui.

    [Inutile de recopier le dernier message qui est son propre message ! AD]
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