Équation avec une différentielle

Bonjour à tous
Je ne parviens pas à résoudre cette équation différentielle. J'ai bien vu que le Log et l'arctg étaient liés par leurs primitives, à un y près, mais cela ne m'avance à rien..
Cordialement.
A Cadiou
arctg(y/x) dx + 1/2*log(x^2+y^2)dy =0

Réponses

  • Bonjour,

    Connais-tu une fonction \(f\) telle que : \(\dfrac{\partial f}{\partial x} = \arctan \dfrac yx\) ?
  • Localement, j'en connais une ; globalement c'est une autre paire de manches !
  • réponse à gb: Merci de la rapidité de votre réponse!
    On peut répondre f=x*arctan((a/x) + (a/2)*log(x^2+a^2)

    mais cela ne m'avance pas....
  • C'est bizarre, ce \(a\) dans \(f\)…,

    L'expression de \(\dfrac{\partial f}{\partial y}\) est-elle sympathique ?
  • j'ai noté a en place de y..
  • Bonjour,
    si on passe en coordonnées polaires $x=r\cos\theta ,\ y =\sin\theta\ $ et $\ r^2=x^2+y^2$ c'est plus facile.
  • Merci.., mais je ne parviens pas à séparer les variables pour intégrer..
  • Que devient l'équation ?
  • dx=-r*log(r)*cos(t)*d(t)/t

    (t au lieu de têta que je ne peux pas imprimer)
  • $dx=-r \log r (\cos \theta) d \theta/ \theta$
  • Après « passage en polaires », il ne devrait pas rester de $x$ ni de $y$, n'est-ce pas ?
  • oui, effectivement, je ne suis pas allé jusqu'au bout. Alors j'obtiens
    r=exp(t/tan(t)) t à la place de têta
    est-ce là le résultat final attendu?
  • Bonjour
    ça m'étonnerait que ça soit la solution. La résolution passe par l'indication donnée par @gb (premier message)

    C'est-à-dire qu'il résolve $\ \partial f / \partial x =\arctan(y/x)$

    Pour trouver une primitive une intégration par parties sera la bienvenue.
     
  • bd2017 écrivait:
    C'est à dire qu'il résoudre $\partial f / \partial x =arctg(y/x)$
    Une solution a été donnée :\(f(x,y) =x\arctan\dfrac yx + \dfrac y2\ln(x^2+y^2)\).

    J'attends toujours que cadiou donne une expression de \(\dfrac{\partial f}{\partial y}\) pour terminer de résoudre l'exercice.
    Peut-être l'a résolu par ailleurs…
  • merci gb, j'ai bien initialement trouvé cette primitive, mais je ne comprends pas comment aller plus loin, avec df/dy:
    df/dy=1+1/2 * log(x^2 + y^2)
  • Il suffit de modifier légèrement \(f\) en s'arrangeant pour :
    — conserver la dérivée partielle en \(x\) ;
    — supprimer le terme parasite dans la dérivée partielle en \(y\).

    On obtiendra ainsi une solution de l'équation différentielle ; les autres s'en déduiront aisément.
    Reste le problème de savoir sur quel sous-ensemble de \(\R^2\) sont définies ces solutions parce que, jusqu'à présent, on s'est contenté de calcul formel sur les dérivées partielles.
  • rectification: je trouve r=Cste * exp((teta)*tan(teta))
    Considère-t-on cela comme réponse définitive?
    cordialement
  • Bonsoir gb,

    df/dy = 1 + 1/2 * log(x^2+y^2)

    Mais je demeure bloqué, je ne parviens pas à saisir la logique pour la suite....
  • Il faut modifier \(f\) sous la forme :
    \[f(x,y) = x\arctan\dfrac yx + \dfrac y2\ln(x^2+y^2) + \phi(y)\]

    Le terme correctif \(\phi(y)\) ne modifie pas la dérivée partielle en \(x\), mais permet, par un choix convenable de \(\phi\), de récupérer la bonne drivée partielle en \(y\).
  • Bonjour,
    je trouve la modification = "-y", mais cela ne me donne pas de solution soit paramétrique en x et y, soit directement cartésienne y = f(x), mais la relation suivante:
    arctg(y/x) + y/2*log(x^2+y^2) -y = Constante...
  • (re)bonjour
    En définitive, voilà ce que je trouve:

    2*x*arctg(y/x) +y*log(x^2+y^2)-y =Constante

    ce qui en coordonnées polaires donne:

    2*r*@*cos@ + 2*r*sin@*ln(r)-r*sin@ = Cste

    Ce n'est pas pleinement satisfaisant.
    Donc, soit je me suis trompé quelque part, soit il est possible d'aller plus loin??
    cordialement
    Cadiou
  • Bonjour,
    $\arctan\dfrac yx dx + \dfrac12 \ln(x^2+y^2)dy=0.\qquad (1)$
    Je vous fait part de mes calculs (j'espère qu'ils sont corrects).

    Pour $\arctan\dfrac yx dx$ :
    $\arctan\dfrac yx= \dfrac\pi2 signe(\dfrac yx) - \arctan(x/y)$
    la primitive de $\arctan(x/y)$ par rapport à $x$ est $x \arctan\dfrac xy-\dfrac{y^2}{2} \ln(x^2+y^2) +K.$

    Pour $\dfrac12 \ln(x^2+y^2)$ :
    la primitive par rapport à $y$ est : $\dfrac y2\ln(x^2+y^2)+ x\arctan\dfrac yx -y +K.$

    Au final je trouve pour primitive de (1) :
    $x\dfrac\pi2 signe(\dfrac yx) -[x \arctan\dfrac xy-\dfrac{y^2}{2} \ln(x^2+y^2) ] +\dfrac y2\ln(x^2+y^2)+ x\arctan\dfrac yx -y +K$
  • Bonjour,

    Erratum : erreur de calcul sur a primitive de arctan(x/y): en fait c'est $x \arctan\dfrac xy-\dfrac{y}{2} \ln(x^2+y^2) +K$

    @Cadiou : Je trouve donc le même résultat.
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