CALCUL DIFFÉRENTIEL ET ÉQUATIONS DIFFÉRENTIELLES
Page 1. Page 2. CALCUL DIFFÉRENTIEL. ET ÉQUATIONS. DIFFÉRENTIELLES. Cours et exercices corrigés. Sylvie Benzoni-Gavage. Professeur à l'université Lyon 1. Page 3
Calcul différentiel et équations différentielles
8 févr. 2021 Equations différentielles fondements et applications. Dunod
Équations différentielles ordinaires
22 août 2018 Benzoni-Gavage Calcul différentiel et équations différentielles
CALCUL DIFF´ERENTIEL ET ´EQUATIONS DIFF´ERENTIELLES
Equations différentielles. Paris : Hermann 1967 . Donato
Stabilité et commande des systèmes dynamiques
27 mars 2018 Exercices de calcul différentiel. 3. Résultats généraux sur les ... Équations Différentielles (Cours De Mathématiques II). Hermann & Cie ...
Cours de Calcul Différentiel
Très fortement inspiré d'une partie du cours de Sylvie Benzoni. - Calcul Différentiel Et Équations Différentielles -. Cours Et Exercices Corrigés- Editions
CALCUL DIFF´ERENTIEL ET ´EQUATIONS DIFF´ERENTIELLES
calcul différentiel sur les variétés : cours études et exercices pour la maıtrise de mathématiques. Paris : Intéréditions
Calcul différentiel et et équations différentielles
Calcul différentiel et équations différentielles Sylvie Benzoni-Gavage
Type de Licence
Calcul différentiel et équations différentielles : Cours et exercices corrigés. Sylvie Benzoni-gavage Dunod. 12. Calcul scientifique avec MATLAB : Outils MATLAB.
CALCUL DIFFÉRENTIEL ET ÉQUATIONS DIFFÉRENTIELLES
CALCUL DIFFÉRENTIEL. ET ÉQUATIONS. DIFFÉRENTIELLES. Cours et exercices corrigés. Sylvie Benzoni-Gavage. Professeur à l'université Lyon 1
Calcul différentiel et équations différentielles - 2e édition
Des exercices corrigés l'accompagnent au long de ce chemin. C'est ce qui m'a incitée à mettre en place un cours d'équations dif-.
Calcul différentiel et équations différentielles - 2e édition
Des exercices corrigés l'accompagnent au long de ce chemin. C'est ce qui m'a incitée à mettre en place un cours d'équations dif-.
Cours de Calcul Différentiel
Calcul Différentiel Et Équations Différentielles -. Cours Et Exercices Corrigés- Editions Dunod 8.2.1 Equations linéaires scalaires d'ordre 1 .
Fiche exercices (avec corrigés) - Equations différentielles
Fiche exercices (avec corrigés) - Equations différentielles. Exercice 1. Donner l'ensemble des solutions des équations différentielles suivantes :.
CALCUL DIFF´ERENTIEL ET ´EQUATIONS DIFF´ERENTIELLES
les directions la différentielle La (et par conséquent l'application pa) est unique
CALCUL DIFFÉRENTIEL ET ÉQUATIONS DIFFÉRENTIELLES
Exercices et problèmes corrigés Une équation différentielle scalaire autonome. Calcul ... En volume horaire de cours magistral.
AO 102 Systèmes Dynamiques
Cours et exercices corrigés. Édition 2017/2018 d'évolution prend la forme d'une équation différentielle. ... Exercices de calcul différentiel.
Exercices corrigés de calcul différentiel
Exercice 7 Sur un espace (vectoriel) euclidien déterminer en quels points l'ap- plication ? : M ?? AM2 est différentiable et calculer sa différentielle. Même.
´Eléments de calculs pour létude des fonctions de plusieurs
Les exercices `a faire en TD se trouvent `a la suite du cours et les 1.2 Méthodes de résolution des équations différentielles linéaires d'ordre 1 89.
Calcul di? érentiel et équations di? érentielles - Dunod
dre des équations différentielles au moyen de formules plus ou moins explicites Les travaux de Poincaré sont passés par là et une véritable révolution s’est opérée Les apprentis mathématiciens actuels ont cette chance: une fois consolidées leurs connaissances de base en calcul différentiel ils peuvent accéder à une compréhen-
Chapitre 6 : Équations di?érentielles - normale sup
de l’analyse qualitative des équations différentielles) On présentera donc les grands classiques du calcul différentiel (théorèmes des accroissements ?nis d’inversion locale des fonctions implicites formules de Taylor) dans les R-espaces vectoriels normés le plus souvent supposés complets (et alors appelés espaces de Banach)
ÉQUATIONS DIFFÉRENTIELLES - maths et tiques
Propriété : Les solutions de l’équation différentielle ’’=9’+B (9 et B deux réels 9 non nul) sont les fonctions de la forme : # G(#)+H(#) où G est la solution particulière constante de l’équation différentielle ’’=9’+B et H est une solution quelconque de l’équation différentielle ’’=9’
L3 – COURS DE CALCUL DIFFÉRENTIEL - CNRS
On cherche donc des points (x;y) v eri ant le syst eme de deux equations constitu e de l’ equation de la courbe Cet de l’ equation de colin earit e des gradients : (x y)23(x+ y) 3 = 0 (y x)(3 + 2x+ 2y) = 0: Donc soit (a) y= x Cela donne x+ y= 1 et donc a= (x;y) = 1 2 1 2 (b)3+2x+2y= 0 c’est- a-dire x+y=3 2
Fiche exercices (avec corrig´es) - Equations di?´erentielles
Fiche exercices (avec corrig´es) - Equations di?´erentielles Exercice 1 Donner l’ensemble des solutions des ´equations di?´erentielles suivantes : 1 y?(x)? 4y(x) = 3 pour x ? R 2 y?(x)+y(x) = 2 ex pour x ? R 3 y?(x)? tan(x)y(x) = sin(x) pour x ?] ? ? 2 ? 2 [4 y?(x) = y(x) x +x pour x ? R? + 5
Comment calculer une équation différentielle?
Exemple : Considérons l’équation di?érentielle y?+2xy = 0 (sur R), avec comme condition initiale y(1) = 2. Les solutions de l’équation sont de la forme Ke?x2, et la condition initiale se traduit alors par Ke?1= 2, soit K = 2e, donc l’unique solution de ce problème de Cauchy est la fonction y : x ? 2e1?x2.
Comment corriger les équations différentielles ?
Ces exercices sont corrigés dans Exercices sur les séries de Fourier. Sont ici données les solutions. Exercice 1 : Résoudre les équations différentielles y’’ ? y = sin x et y’’ – y = | sin x |. Exercice 2 : Résoudre les équations différentielles y’’ + y = sin x et y’’ + y = | sin x |.
Quelle est la solution générale de l'équation différentielle?
La solution générale de l’équation différentielle (E) est y = (C 1. x + C 2 )e rx (où C 1 et C 2 sont des constantes réelles quelconques.) Si ?< 0 l’équation caractéristique admet deux solutions complexes conjuguées r1 et r2
Comment calculer l'équation différentielle ?
On en tire, en posant t = tan(z/2) : x + C = 1 tan(/2) 2 + z ?. D’où, très rapidement : z = ? 2 Arctan ( 1 + x+C 2). Précisons : a) Les fonctions z( x) = ? 2 ?+ 2k ? sont solutions de (F). b) Etudions les variations de la fonction f(x) = ? 2 Arctan ( 1 + x 2).
EXERCICES CORRIGÉS
COLLECTION ENSEIGNEMENT SUP //// Mathématiques
Dominique Azé, Guillaume Constans
et Jean-Baptiste Hiriart-UrrutyCalcul différentiel et
équations différentiellesCalcul différentiel etéquations différentielles
L3Retrouver ce titre sur Numilog.com
CALCUL DIFFÉRENTIEL
ETÉQUATIONS DIFFÉRENTIELLES
Exercices et problèmes corrigés
Dominique Azé, Guillaume Constans,Jean-Babtiste Hiriart-UrrutyCollection dirigée par Daniel Guin
17, avenue du Hoggar
Parc d"activités de Courtabuf, BP 112
91944 Les Ulis Cedex A, FranceRetrouver ce titre sur Numilog.com
Illustration de couverture: Transfert à faible poussée d"un satellite vers une or- bite géostationnaire, par J.-B. Caillau, J. Gergaud et J. Noailles (ENSEEIHT-Toulouse).
Imprimé en France
ISBN: 978-2-7598-0413-9
Tous droits de traduction, d"adaptation et de reproduction par tous procédés réservés pour tous
pays. Toute reproduction ou représentation intégrale ou partielle, par quelque procédé que ce soit, des
pages publiées dans le présent ouvrage, faite sans l"autorisation de l"éditeur est illicite et constitue une
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du copiste et non destinées à une utilisation collective, et d"autre part, les courtes citations justifiées
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être réalisées avec l"accord de l"éditeur. S"adresser au : Centre français d"exploitation du droit de copie,
3, rue Hautefeuille,75006 Paris. Tél. : 01 43 26 95 35.
c ?2010, EDP Sciences, 17, avenue du Hoggar, BP 112, Parc d"activités de Courtabuf,91944 Les Ulis Cedex ARetrouver ce titre sur Numilog.com
TABLE DES MATIÈRES
Avant-Proposvii
Abréviations et Notationsxi
1 Énoncés1
1.1Calcul diérentiel sur des espaces de matrices. Transformation
deLegendre-Fenchel........................ 11.2Caractérisation dun opérateur gradient (lemme de Poincaré) 3
1.3Convexité et diérentiabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4Un théorème de Rolle approché. Diérentiation dapplications
radiales. Un système diérentiel linéaire . . . . . . . . . . . . . 71.5Diérentielle dune fonctionnelle intégrale. Calcul diérentielsurdesfonctionsàvaleursmatricielles.............. 9
1.6OpérateursdeNemycki...................... 11
1.7Diérentiabilité (et caractèreC
1 )viales différentielles partielles. Calcul différentiel (basique, Théorème desaccroissementsfinis) ..................... 121.8Dérivée det?-→exp((1-t)A)exp(tB). Formules de Taylor
sur la fonction déterminant. Conditions d"extrémalité du deuxième ordre sur un espace de Hilbert . . . . . . . . . . . 131.9Conditions nécessaires doptimalité du premier ordreen labsence de diérentiabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.10Méthodededescentelelongdugradient ............ 18
1.11Conditions nécessaires doptimalité en présence de contraintesdinégalité ............................. 20
1.12Diérentielle de Gâteaux. Multiplicateurs de Lagrange . . . . . 23Retrouver ce titre sur Numilog.com
Calcul différentiel et équations différentielles1.13Minimisation dune fonction convexe sous une contrainte
dinégalitéconvexe......................... 251.14Minimisation dune fonction convexe sur un polyèdre convexedeR
n ................................ 271.15Détermination et nature des points critiques dune fonction.
Diérentiation de lapplication exponentielle . . . . . . . . . . 291.16Calcul diérentiel dordre supérieur. Diérentielle dordre 2duneapplicationcomposée.................... 31
1.17Résolution déquations par la méthode de Newton I . . . . . . 33
1.18Résolution de léquationf(x)=0par la méthode
de Newton II. Minimisation d"une fonction convexe parlaméthodedugradient.................... 351.19Un théorème de Rolle pour les fonctions à valeurs vectorielles.
Un problème de maximisation. Sensibilité des racines simples dunpolynôme........................... 371.20Conditions doptimalité exprimées à laide du cône tangentà lensemble des contraintes. Applications à un problème
variationnel ............................ 391.21Problème variationnel de minimisation dune fonctionnelle
duCalculdesvariations...................... 431.22Calcul diérentiel dordre 2 sur un espace de matrices.Surjectivité de la normale unitaire à une hypersurfacecompacte deR
n . Ensemble des solutions possibles d"une équation différentielle scalaire linéaire d"ordren..... 451.23Descente continue le long du gradient. Projection
sur une surface deR 3 ....................... 471.24Une surface conique deR
3 . Monotonie des solutions d"équations différentielles scalaires autonomes. Une équation différentielle vectorielle linéaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491.25Un problème aux limites par le Théorème des fonctionsimplicites. Équations diérentielles linéaires à coecientspériodiques............................. 51
1.26Du Théorème des fonctions implicites au ThéorèmedeCauchy-Lipschitz........................ 53
1.27Intégrales premières. Utilisation du Théorème des fonctionsimplicites. Une équation aux dérivées partielles . . . . . . . . . 54
ivRetrouver ce titre sur Numilog.comTable des matières
1.28Diérentiabilité de la fonction distance à un ensemble.
Une équation diérentielle scalaire non linéaire du deuxième ordre. Système diérentiel linéaire où les valeurs propres deA(t)ne dépendent pas det.................. 561.29Équations diérentielles scalaires. Équation diérentielle
vectorielle linéaire à coecients périodiques . . . . . . . . . . . 591.30Distance de lorigine à une courbe deR
3 . Comportement asymptotique des solutions d"une équation différentielle scalaire............................... 601.31Équation diérentielley
=xy 2 . Comportement asymptotique des solutions d"une équation différentielle linéaire vectorielle 631.32Formule de Thermodynamique sur les dérivées partielles.Équation diérentiellex
=tsinx. Équation différentielle linéaireàcoefficientspériodiques................. 651.33Équations diérentielles non linéaires. Comportementasymptotique des solutions dune équation diérentiellelinéairesouslaconditiondeLiapounov ............. 68
1.34Une équation diérentielle scalaire autonome. Calculde la hauteur dune courbe. Diérentiation de la fonctiondéterminant ............................ 70
1.35Équationsdiérentiellesavecretard............... 72
1.36Méthodes dapproximation de solutions déquationsdiérentielles............................ 74
2 Solutions77
2.1Calcul diérentiel sur des espaces de matrices. TransformationdeLegendre-Fenchel........................ 77
2.2Caractérisation dun opérateur gradient (lemme de Poincaré) 82
2.3Convexité et diérentiabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
2.4Un théorème de Rolle approché. Diérentiation dapplicationsradiales. Un système diérentiel linéaire . . . . . . . . . . . . . 88
2.5Diérentielle dune fonctionnelle intégrale. Calcul diérentielsurdesfonctionsàvaleursmatricielles.............. 92
2.6OpérateursdeNemycki...................... 98
2.7Diérentiabilité (et caractèreC
1 )viales différentielles partielles. Calcul différentiel (basique, Théorème desaccroissementsfinis) ..................... 992.8Dérivée det?-→exp((1-t)A)exp(tB). Formules de Taylor
sur la fonction déterminant. Conditions d"extrémalité du deuxième ordre sur un espace de Hilbert . . . . . . . . . . . 104 vRetrouver ce titre sur Numilog.com Calcul différentiel et équations différentielles2.9Conditions nécessaires doptimalité du premier ordre
en labsence de diérentiabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1102.10Méthodededescentelelongdugradient ............112
2.11Conditions nécessaires doptimalité en présence de contraintesdinégalité .............................116
2.12Diérentielle de Gâteaux. Multiplicateurs de Lagrange . . . . . 119
2.13Minimisation dune fonction convexe sous une contraintedinégalitéconvexe.........................122
2.14Minimisation dune fonction convexe sur un polyèdre convexedeR
n ................................1262.15Détermination et nature des points critiques dune fonction.
Diérentiation de lapplication exponentielle . . . . . . . . . . 1322.16Calcul diérentiel dordre supérieur. Diérentielle dordre 2duneapplicationcomposée....................136
2.17Résolution déquations par la méthode de Newton I . . . . . . 140
2.18Résolution de léquationf(x)=0par la méthode
de Newton II. Minimisation d"une fonction convexe2.19Un théorème de Rolle pour les fonctions à valeurs vectorielles.Un problème de maximisation. Sensibilité des racines simplesdunpolynôme...........................147
2.20Conditions doptimalité exprimées à laide du cône tangentà lensemble des contraintes. Applications à un problèmevariationnel ............................153
2.21Problème variationnel de minimisation dune fonctionnelleduCalculdesvariations......................158
2.22Calcul diérentiel dordre 2 sur un espace de matrices.Surjectivité de la normale unitaire à une hypersurfacecompacte deR
n . Ensemble des solutions possibles d"une équation différentielle scalaire linéaire d"ordren.....1632.23Descente continue le long du gradient. Projection
sur une surface deR 3 .......................1662.24Une surface conique deR
3 . Monotonie des solutions d"équations différentielles scalaires autonomes. Une équation différentielle vectorielle linéaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1702.25Un problème aux limites par le Théorème des fonctions
implicites. Équations diérentielles linéaires à coecients viRetrouver ce titre sur Numilog.comTable des matières
2.26Du Théorème des fonctions implicites au Théorème
2.27Intégrales premières. Utilisation du Théorème des fonctionsimplicites. Une équation aux dérivées partielles . . . . . . . . . 180
2.28Diérentiabilité de la fonction distance à un ensemble.Une équation diérentielle scalaire non linéaire du deuxièmeordre. Système diérentiel linéaire où les valeurs propresdeA(t)ne dépendent pas det..................184
2.29Équations diérentielles scalaires. Équation diérentielle
vectorielle linéaire à coecients périodiques . . . . . . . . . . . 1892.30Distance de lorigine à une courbe deR
3 . Comportement asymptotique des solutions d"une équation différentielle2.31Équation diérentielley
=xy 2 . Comportement asymptotique des solutions d"une équation différentielle linéaire vectorielle 1952.32Formule de Thermodynamique sur les dérivées partielles.Équation diérentiellex
=tsinx. Équation différentielle2.33Équations diérentielles non linéaires. Comportementasymptotique des solutions dune équation diérentiellelinéairesouslaconditiondeLiapounov .............205
2.34Une équation diérentielle scalaire autonome. Calculde la hauteur dune courbe. Diérentiation de la fonction
déterminant ............................2072.36Méthodes dapproximation de solutions déquations
Bibliographie223
viiRetrouver ce titre sur Numilog.comABRÉVIATIONS ET NOTATIONS
:= : égal par définition (utilisé de temps en temps). cf. :confer, signifie " se reporter à ». i.e. :id est, signifie " c"est-à-dire ». logouln: logarithme népérien. arctan: arctangente. tan: tangente. sinh(resp.cosh,tanh: sinus (resp. cosinus, tangente) hyperbolique. R ouR : ensemble des réels≥0. R ouR : ensemble des réels strictements positifs. {1,···,n}ou[1,n]: ensemble des entiers compris entre 1 etn. t↓0(resp.t↑0)ttend vers 0 par valeurs strictement positives (resp. strictement négatives). ¯B(x,r)(resp.B(x,r)) : boule fermée (resp. ouverte) de centrexet de rayonr.On utilisera aussi¯B
r (x)etB r (x). id E ouI E : application identité de l"ensembleE. x(·): fonction et application sont des appellations utilisées indifféremment; ici la notation est pour suggérer quexest une fonction. f |A : restriction de l"applicationf:E-→FàlapartieA?E.?·,·?ou(·|·): notation générique pour un produit scalaire;??·,·??est plus vo-
lontiers utilisé dans l"espace des matrices (de manière à distinguer ce qui est relatif aux matrices et aux vecteurs).Df(x)(resp.D
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