Équations différentielles / Connaître l’espace des solutions sans les calculer


Mercedes Haiech

Mélanger les outils, méthodes et techniques de la géométrie, de l’algèbre et de l’analyse peut conduire à des résultats particulièrement fructueux et spectaculaires. Ainsi, il est parfois possible d’obtenir des informations sur l’espace des solutions d’une équation différentielle sans avoir à calculer lesdites solutions !

Tout le monde sait faire de la géométrie. Dès le primaire on dessine des droites, des triangles et des cercles. C’est normal, nous sommes entourés de formes. Tel un botaniste du jardin des mathématiques, l’un des travaux du géomètre est de comprendre ces formes, les étudier et les classer. Dans sa quête, le géomètre use de divers outils. L’un d’eux est l’algèbre.


Des équations pour les formes

Si une droite se trace simplement à l’aide d’une règle, il est également aisé de repérer les points qui la composent à l’aide d’une équation du type y = ax + b. Ayant fixé un nombre x, la résolution de l’équation donne un unique y, et le point de coordonnées (x, y) se trouve sur la droite.

Le cercle se traite de la même manière. Tout point de coordonnées (x, y) du plan vérifiant l’équation x2 + y2 – 1 = 0 est un point du cercle centré en O(0, 0) et de rayon 1.

 

Cercle d’équation x 2+y = 25 

et droite d’équation y = (25 – 3x )/4.

 

Il est naturel de se demander si l’on peut étudier toutes les formes à l’aide d’équations. La réponse dépend des fonctions que l’on ... Lire la suite gratuitement