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Portrait de phase

Bonjour à toute et à tous. J’aimerais s’il vous plaît que vous me donniez les étapes pour réaliser le tracé du portrait de phase du système différentiel suivant : $$\left\{\begin{array}{l}\dot{x} (t)= y(t) + \exp^{-t}\\ \dot{y}(t)= 2 x(t) - y(t).\end{array}\right.
$$
[Pour le point au-dessus d'une lettre il faut utiliser la commande \dot{x} par exemple. Poirot]

Réponses

  • Je ne suis pas sûr qu'on trace le portrait de phase pour une équation non autonome, en tous cas, pas à ma connaissance.
  • Si si boreline. Il existe bel et bien un portrait de phase pour ce système. C’est une question d’un exercice .
  • J'allais répondre la même chose que Boreline, car un portrait de phase consiste normalement à tracer des orbites et donc extraire le temps. On est intéressé par la courbe parcourue et non par la position à l'instant $t$ de la solution.

    D'ailleurs, tous les manuels dont je dispose ne parlent pas de portrait de phase pour un système non autonome, les cours de systèmes dynamiques que j'avais suivi non plus, mais ils ne sont pas nécessairement exhaustifs.

    La seule chose que je vois, c'est de rendre l'équation autonome par adjonction d'une fonction inconnue qui gère le temps.
  • Bonjour math2, j'avais pensé à la même chose mais alors il faudrait tracer ce portrait en dimension $3$.
    Maintenant, en référence à la notation physicienne $\dot{x}$, il semble me rappeler qu'on parle parfois de portrait de phase en physique pour $\dot{y}$ en fonction de $\dot{x}$, est-ce le cas pour vous Kiki10 ?
    Dernière hypothèse : il y a une erreur d'énoncé ou un énoncé imcomplet ?
  • Je vais joindre à ce message l’énoncé de l’exercice qui demande de tracer ce portrait de phase. C’est l’exercice 9 sur le fichier que j’ai joint.122250
    kiki.jpg 176.3K
  • Ah, je comprends mieux ! C'est au système homogène associé donc :
    $$\left\{\begin{array}{l}\dot{x} (t)= y(t) \\ \dot{y}(t)= 2 x(t) - y(t).\end{array}\right.$$
    Eh bien vous pouvez :
    1) Déterminer les isoclines verticales et horizontales
    2) Déterminer le signe de $\dot{x}$ (resp. $\dot{y}$) sur les isoclines horizontales (resp. verticales)
    3) Tracer dans le plan ces isoclines et le champ de vecteurs sur celles-ci
    4) Tracer le reste du champ de vecteur "par continuité" ( Au vu du sens des flèches sur les isoclines, vous en déduisez l'allure du champ de vecteurs dans toutes les zones du plan )
  • Merci beaucoup pour la réponse c’est exactement ce que je cherchais une liste d’étapes.
  • Autre piste possible (selon ce que tu as vu), il s'agit d'un système linéaire homogène dont la matrice est diagonalisable avec les valeurs propres $-2$ et $1$. L'origine est alors un point hyperbolique et peut-être as-tu la forme des orbites. C'est beaucoup moins précis que de passer par des isoclines, mais cela donne une allure en fonctions des axes "intéressants" (qui sont les axes propres)
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