Raccordement — quand Cauchy ne s'applique plus
Exercice de TD · niveau 3 (difficile) · mathématiques (PT), chapitre 9 — Équations Différentielles et Calcul Différentiel · Équations scalaires d'ordre 2 : séries entières et raccordement
Énoncé
Résoudre sur , et déterminer la dimension de l'espace des solutions.
Corrigé
Sur et sur , l'équation normalisée donne (constantes indépendantes sur chaque intervalle). Raccordement en : la fonction est dérivable en (les deux paraboles y sont plates : ) et vérifie : c'est une solution sur pour tout couple . L'espace des solutions sur est de dimension 2 — alors que la théorie de Cauchy en prédirait pour une équation d'ordre . La contradiction n'est qu'apparente : au point , le coefficient dominant s'annule et l'équation n'est plus normalisable — le théorème ne s'applique pas, et l'unicité du problème de Cauchy en tombe ( est imposé, mais une infinité de solutions passent par ce point). (Moralité : toujours repérer les zéros du coefficient de — la dimension peut sauter au raccordement.)
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