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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