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Équations différentielles

Cette sélection commence avec deux exercices tombés à Polytechnique en 2026, consacrés à l’inégalité de Grönwall, à l’unicité d’un problème de Cauchy et au wronskien des solutions d’une équation différentielle linéaire.

Exercices 2026

Exercice 1—Inégalité de Grönwall et unicité d’un problème de Cauchy

Exercice tombé en 2026 · Fontaine

DifficultéÀ définir

Énoncé

  1. Soient t0∈Rt_0\in\mathbb R,a,y∈C0([t0,+∞[,R)a,y\in\mathcal C^0([t_0,+\infty[,\mathbb R)et C∈RC\in\mathbb R. On suppose que a≥0a\geq 0 et que, pour toutt≥t0t\geq t_0,

    y(t)≤C+∫t0ta(s)y(s) ds.y(t)\leq C+\int_{t_0}^{t}a(s)y(s)\,ds.

    Montrer que, pour toutt≥t0t\geq t_0,

    y(t)≤Cexp⁡ ⁣(∫t0ta(s) ds).y(t)\leq C\exp\!\left(\int_{t_0}^{t}a(s)\,ds\right).
  2. Soitf∈C0(R,R)f\in\mathcal C^0(\mathbb R,\mathbb R)une fonction lipschitzienne, de constante de LipschitzN≥0N\geq0. On considère l’équation différentielle

    (E):y′(t)=f(y(t)).(E):\qquad y'(t)=f(y(t)).

    Soienty1,y2y_1,y_2deux solutions de (E)(E) surR+\mathbb R_+. Montrer que, pour toutt≥0t\geq0,

    ∣y1(t)−y2(t)∣≤∣y1(0)−y2(0)∣eNt.|y_1(t)-y_2(t)| \leq |y_1(0)-y_2(0)|e^{Nt}.

    En déduire l’unicité de la solution d’un problème de Cauchy associé à (E)(E).

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Exercice 2—Wronskien et bases de solutions d’une équation différentielle

Exercice tombé en 2026 · Akjout

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