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mathématiques appliquées (ECG 2e année) · Chapitre 4 · Exercice

Un paramètre qui décide de la stabilité

Systèmes différentiels linéaires · Stabilité et portrait de phase · niveau 2

Énoncé

Soit et . Déterminer les valeurs propres de , puis dire, selon , si toutes les trajectoires de tendent vers .

Corrigé

Éléments propres, sans déterminant. et . Les valeurs propres sont et : elles diffèrent de , donc restent distinctes, et est toujours diagonalisable.

Solution générale.

Discussion. Le théorème du cours fait tout reposer sur les signes.

  • : et . Les deux exponentielles s'éteignent : toutes les trajectoires tendent vers , l'origine est stable.
  • : les valeurs propres sont et . Alors : la limite existe mais n'est nulle que si . Il y a toute une droite d'états d'équilibre.
  • : , signes opposés — c'est un point selle. Seules les trajectoires portées par convergent.
  • : les deux valeurs propres sont positives ou nulles, rien ne converge vers hormis la solution nulle.

Conclusion. Toutes les trajectoires tendent vers si et seulement si .

Le point à retenir. La stabilité ne se lit pas sur la taille des coefficients, mais sur le signe de la plus grande valeur propre. Ici , et elle seule.

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