(2019 : 220 - Equations différentielles $X'=f(t,X)$. Exemples d'étude des solutions en dimension 1 et 2.)
Pour la session 2020, l’intitulé de cette leçon devient $\\$
"Équations différentielles ordinaires. Exemples de résolution et d’études de solutions en dimension 1 et 2." $\\$
Cette reformulation a pour but de mettre en garde sur le fait que la résolution explicite de certaines équations différentielles standard telles que $y'=y^2$ ou $y''+ay'+by=\cos(\omega t)$ pose des difficultés à de trop nombreux candidats ; il est important de disposer de méthodes de résolution efficaces. Mais le jury souhaite que les candidats soient conscients que la résolution exacte de telles équations est rare et qu’ils soient donc capables de mener une étude qualitative des solutions sur des exemples et éventuellement d’envisager des stratégies d’approximation numérique des solutions. $\\$ Le jury note un effort sur la maîtrise du théorème de Cauchy-Lipschitz ; sa démonstration dans le cadre le plus général est délicate : elle est souvent mal maîtrisée. Une preuve dans le cas globalement lipschitzien constitue déjà un développement appréciable. Le jury attire l’attention sur les notions de solution maximale et de solution globale qui sont souvent confuses. Bien qu’ils ne soient pas souvent mentionnés, le lemme de Grönwall a toute sa place dans cette leçon ainsi que le théorème de sortie de tout compact. $\\$ L’utilisation du théorème de Cauchy-Lipschitz doit pouvoir être mise en œuvre sur des exemples concrets. Il est souhaitable de produire des exemples d’équations non-linéaires qui pour certaines permettent une résolution exacte et pour d’autres donnent lieu à une étude qualitative (dont on rappelle qu’elle doit être préparée et soignée). Pour les équations autonomes, la notion de point d’équilibre permet des illustrations pertinentes comme par exemple les petites oscillations du pendule. Trop peu de candidats pensent à tracer et discuter des portraits de phase alors que l’intitulé de la leçon y invite clairement. $\\$ Le nouvel intitulé est aussi une invitation plus franche à évoquer les problématiques de l’approximation numérique en présentant le point de vue du schéma d’Euler et de sa convergence notamment, voire, pour les candidats qui le souhaitent, d’autres schémas qui seraient mieux adaptés à l’exemple présenté. On peut aller jusqu’à aborder la notion de problèmes raides et la conception de schémas implicites pour autant que le candidat ait une maîtrise convenable de ces questions.
220 : Equations différentielles $X'=f(t,X)$. Exemples d'étude des solutions en dimension 1 et 2.
208 : Espaces vectoriels normés, applications linéaires continues. Exemples.
Pas de réponse fournie.
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Questions sur Cauchy Lipschitz : 1. Comment on justifie que la norme d'une intégrale est inférieure ou égale à l'intégrale de la norme
2. A quel moment j'ai utilisé le fait que je me mettais sur un compact au début (pour que notre espace soit complet et que l'on puisse utiliser le théorème de point fixe)
Questions sur le plan : 1. Dans la version localement lipschitzien, à quoi sert le lemme de Gronwall (pour montrer l'unicité)
2. Des exercices où il fallait résoudre des équations différentielles, un premier avec une équation d'ordre 2 qu'il fallait ramener à une équation d'ordre 1,
un second avec une équation autonome (etude des solutions constantes + CL pour dire que les solutions ne peuvent pas se croiser + application du théorème de sortie de tout compact pour dire que les solutions entre les solutions constantes sont globales + etude du signe de f pour donne la croissance/décroissance de la solution),
et le dernier il fallait résoudre y'=sin(y), que j'avais mis en exemple de solution globale parce que sin est borné
Jury très gentil, ils ne m'ont posé aucune question piège ou qui n'avait pas de rapport avec la leçon et qui auraient pu être perturbantes
J'ai assez mal géré mon temps pendant mon développement, donc je n'ai fait que Cauchy Lipschitz au lieu de rajouter la démonstration du théorème de point fixe, comme je ne l'avais pas annoncé au début, le jury n'a rien su. Mais je pense que j'ai fait l'erreur de relire mes développements dans le livre au lieu de directement les écrire. En relisant sur le livre et pas sur mes feuilles de révision, j'avais l'impression de redécouvrir les développements et c'était très déstabilisant. Il vaut mieux les faire au brouillon de tête, et ensuite boucher les trous et vérifier que l'on a rien oublier après, en comparant avec le livre.
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Pas de réponse fournie.
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-Retour d'abord sur le développement (sur lequel j'étais bien content d'être tombé parce que Liapounov ...) où j'ai écrit un peu n'importe quoi au niveau des indices de la récurrence (j'ai vite corrigé), ils m'ont demandés d'essayer de généraliser l'énoncé pour juste des fonctions continues, si on avait toujours le résultat pour des fonction C1 (inégalité des accroissement finis), et ce qu'on pouvait dire si la fonction était globalement lipschitzienne (solutions maximales).
-Ensuite retour sur le plan où ils m'ont demandés de justifier mes graphique de solutions, ils m'ont aussi parlés de portrait de phase (j'étais pas au point la dessus). J'ai du justifié un ou deux autres points de mon plan (notamment un comportement aux bords) puis ils m'ont donnés un exercice où je devais parler des solutions d'une équation d'ordre 2 (je n'avais donné que des exemples d'ordre 1 dans mon plan).
Jury légèrement moins souriant que la veille (pourtant il faisait moins chaud ^^) mais jamais méchant et toujours enclin à vous aider dès que vous n'y arrivez plus.
Les surveillants étaient un peu plus réactifs que la veille pour la préparation, sinon toujours 3h10 entre le tirage du sujet (et son ouverture) et la fin de la préparation.
7.75