Équation différentielle
Bonjour,
Je rame sur cet exercice, quelqu'un pourrait me donner un coup de pouce et vérifier mes résultats s'ils sont corrects.
Merci d'avance.
On envisage l'équation différentielle sur $\mathbb{R}$ : $$
y'= \sqrt{x^2+y^2}.
$$ On va montrer l'existence et l'unicité de la solution nulle en 0 de cette équation (cette solution n'est pas expérimentable à l'aide des fonctions élémentaires).
1. Une inégalité élémentaire. L'utilisation de la distance dans le plan permet de prouver l'inégalité : $$
\forall a,b,c \in \mathbb{R}_+,~c \geq b,\quad \sqrt{a^2+c^2}- \sqrt{a^2+b^2} \leq c-b.
$$ a) Expliquer comment ?
b) Obtenir brièvement ce résultat sans recourir à la géométrie.
2. Existence de la solution nulle en 0.
On définit la suite $(f_n)$ de fonctions sur $\mathbb{R}_+$ par $f_0(x)=0$, et $f_n(x)=\int_0^x \sqrt{t^2+f^2_{n-1}(t)} dt$
a_1) Montrer que chaque $f_n$ ainsi définie est une suite de fonction de classe $C^1(\mathbb{R}_+)$ et nulle en 0
a_2) strictement croissante si $n\geq 1$ (je trouve, $f_{n}-f_{n-1}= \int_0^x (f_{n-1}-f_{n-2}) dt > 0$ car $x\geq 0$, donc $f_n$ est croissante.
a_3) Calculer $f_1(x)$. Je trouve: $f_1(x)= \int_0^x |t| dt=\int_0^x t dt ~(car ~ x\geq 0)$ donc $f_1(x)= \frac{x^2}{2}$
a_4) Montrer qu'on a, pour $n \geq 1:$ $0 \leq f_n(x)-f_{n-1}(x) \leq \frac{x^{n+1}}{(n+1)!} $ $\forall x \in\mathbb{R}_+ $
Je rame sur cet exercice, quelqu'un pourrait me donner un coup de pouce et vérifier mes résultats s'ils sont corrects.
Merci d'avance.
On envisage l'équation différentielle sur $\mathbb{R}$ : $$
y'= \sqrt{x^2+y^2}.
$$ On va montrer l'existence et l'unicité de la solution nulle en 0 de cette équation (cette solution n'est pas expérimentable à l'aide des fonctions élémentaires).
1. Une inégalité élémentaire. L'utilisation de la distance dans le plan permet de prouver l'inégalité : $$
\forall a,b,c \in \mathbb{R}_+,~c \geq b,\quad \sqrt{a^2+c^2}- \sqrt{a^2+b^2} \leq c-b.
$$ a) Expliquer comment ?
b) Obtenir brièvement ce résultat sans recourir à la géométrie.
2. Existence de la solution nulle en 0.
On définit la suite $(f_n)$ de fonctions sur $\mathbb{R}_+$ par $f_0(x)=0$, et $f_n(x)=\int_0^x \sqrt{t^2+f^2_{n-1}(t)} dt$
a_1) Montrer que chaque $f_n$ ainsi définie est une suite de fonction de classe $C^1(\mathbb{R}_+)$ et nulle en 0
a_2) strictement croissante si $n\geq 1$ (je trouve, $f_{n}-f_{n-1}= \int_0^x (f_{n-1}-f_{n-2}) dt > 0$ car $x\geq 0$, donc $f_n$ est croissante.
a_3) Calculer $f_1(x)$. Je trouve: $f_1(x)= \int_0^x |t| dt=\int_0^x t dt ~(car ~ x\geq 0)$ donc $f_1(x)= \frac{x^2}{2}$
a_4) Montrer qu'on a, pour $n \geq 1:$ $0 \leq f_n(x)-f_{n-1}(x) \leq \frac{x^{n+1}}{(n+1)!} $ $\forall x \in\mathbb{R}_+ $
Réponses
-
Tu ne sais pas prouver
$\forall a,b,c \in \mathbb{R}_+,~c \geq b,\quad \sqrt{a^2+c^2}- \sqrt{a^2+b^2}\geq 0$ ?Le 😄 Farceur -
Bonjour,
Il suffit de montrer que $x\mapsto \sqrt{a^2+x^2}-x$ pour $a$ réel, et $x\geq 0$ est décroissante ; une simple étude de fonction permet de conclure. -
supp
-
Merci,
pour les autres questions, c'est comment stp ?
Merci
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.
Bonjour!
Catégories
- 163.1K Toutes les catégories
- 7 Collège/Lycée
- 21.9K Algèbre
- 37.1K Analyse
- 6.2K Arithmétique
- 52 Catégories et structures
- 1K Combinatoire et Graphes
- 11 Sciences des données
- 5K Concours et Examens
- 11 CultureMath
- 47 Enseignement à distance
- 2.9K Fondements et Logique
- 10.3K Géométrie
- 62 Géométrie différentielle
- 1.1K Histoire des Mathématiques
- 68 Informatique théorique
- 3.8K LaTeX
- 39K Les-mathématiques
- 3.5K Livres, articles, revues, (...)
- 2.7K Logiciels pour les mathématiques
- 24 Mathématiques et finance
- 312 Mathématiques et Physique
- 4.9K Mathématiques et Société
- 3.3K Pédagogie, enseignement, orientation
- 10K Probabilités, théorie de la mesure
- 772 Shtam
- 4.2K Statistiques
- 3.7K Topologie
- 1.4K Vie du Forum et de ses membres