Système Suite Récurrentes

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mrasipila
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Système Suite Récurrentes

par mrasipila » 06 Nov 2018, 19:45

Bonjour,

j'ai eu cette exercice à faire où j'ai trouvé les équations suivantes, xn représente les effectifs de proies et yn les effectifs de prédateurs:

(2)


Et je déduit:


pour tout , il existe tel que

sont appelés les positions d'équilibre

On attaque la linéarisation au voisinage du point d’équilibre.
On a deux nouvelles suites:

(1)

et on me dit: "xn et yn étant « au voisinage » de 175 et 75, Xn et Yn sont tous deux au voisinage de 0, donc « petits». "


On cherche à exprimer et en fonction de et .
Mais ne sais pas comment arriver au résultat ci dessous (j'ai vraiment essayé).



Je ne comprend pas à quoi sert la linéarisation à la position d'équilibre ?
Et comment obtenir Xn+1 et Yn+1
C'est frustrant !!!

Merci d'avance !!
Modifié en dernier par mrasipila le 06 Nov 2018, 22:06, modifié 20 fois.



aviateur

Re: Le système proie-prédateur de Volterra-Lotka

par aviateur » 06 Nov 2018, 20:55

Bonjour
Il me semble que la matrice que tu donnes ne correspond pas avec tes notations de départ. Les coefficients sont bons en valeurs absolues mais il y a un problème de signe.

Et puis vu la façon embrouillée dont tu donnes les éléments de l'exercice il n'est pas facile de voir où cela foire exactement.

mrasipila
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Re: Le système proie-prédateur de Volterra-Lotka

par mrasipila » 06 Nov 2018, 21:48

Est ce plus clair comme ça ?

pascal16
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Re: Système Suite Récurrentes

par pascal16 » 06 Nov 2018, 22:44

état d'équilibre (x;y) qu'on suppose non divergent, non nul (donc qui ne dépend pas de n)

x= x + B1 x - δxy
soit B1 x = δxy
ce qui dit que le nombre de naissances de x est égal au prélèvement des prédateurs
1 sol : x=0, sinon
B1 = δy
y= B1/δ

y=y + y B2 + ηxy
0 =y B2 + ηxy
1 sol : y=0, sinon
x=-B2/η
c'est là qu'il faut avoir pris B2 négatif, car normalement, c'est la partie "mort des prédateurs"

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Ben314
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Re: Système Suite Récurrentes

par Ben314 » 07 Nov 2018, 06:45

Salut,
Partant de ça :
mrasipila a écrit:(1)
(2)
Tu substitue bêtement et dans (2). Par exemple la première équation donne :

Soit, après simplification,

Sauf qu'il ne faut pas oublier d'où sort ton 75 : tu l'a obtenu en disant que c'est un point d'équilibre, c'est à dire que donc que donc l'équation est en fait :

Et si au départ on a et alors on aura et au moins pour les premières valeurs de (mais pas pour les grandes valeurs s'il s'avère que le système est divergent) ce qui signifie que le produit va être très petit par rapport à et et on va avoir


Et tu fait pareil pour la deuxième équation ce qui va ramener le problème à un système linéaire qu'on sait résoudre à l'aide de matrices. Mais attention au fait que ce nouveau système n'est qu'une approximation du système de départ valable uniquement pour et c'est à dire et proche du point d'équilibre, mais ça va quand même permettre de savoir si le point d'équilibre est "attractif" ou pas.
Qui n'entend qu'un son n'entend qu'une sonnerie. Signé : Sonfucius

mrasipila
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Re: Système Suite Récurrentes

par mrasipila » 07 Nov 2018, 15:02

D'accord merci beaucoup pour vos réponses !!!
ça m'aide beaucoup merci.

Qu'est ce que cela nous apporte de linéariser le système à la position d'équilibre ?
Est ce que vous savez à quoi cela sert d'obtenir une approximation d'un système initiale pour voire si il est attractif ?
A quoi cela sert d'avoir une approximation du système initial si le système initial est fonctionnel ? et de plus pourquoi à la position d'équilibre ?
Et dans ce cas à quoi cela sert de voire si le système est attractif ?
Qu'est ce que cela nous apporte ?

Je suis curieux de connaître l'utilité de cette démarche d'approximation, pour savoir ainsi quel est l'utilité de ces manœuvre dans une utilisation futur.

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Ben314
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Re: Système Suite Récurrentes

par Ben314 » 07 Nov 2018, 16:28

J'ai déjà répondu à la première question :
- Si on approxime le système par un système linéaire, c'est parce qu'on sait parfaitement les résoudre au niveau mathématique donc on détermine sans ambiguïté si le système approximé va être ou pas attractif.
Et si le système linéarisé est attractif, ça prouve que le système non linéarisé l'est aussi, mais uniquement dans un petit voisinage du point fixe qu'on a étudié (et c'est pas facile du tout de prédire si ce voisinage est "grand" ou pas).

- Si on approxime au voisinage de la position d'équilibre, c'est déjà du fait "concret" que LA question qu'on se pose, c'est de savoir si tel ou tel point d'équilibre est attractif ou pas. Et c'est aussi du fait mathématique que l'approximation qu'on fait n'est évidement valable que pour proche d'un certain couple et qu'on veut bien évidement que soit lui aussi proche de ce même couple pour pouvoir utiliser la même approximation au rang suivant (*)

- Je comprend pas ce que tu veut dire par "le système initial est fonctionnel". Si c'est qu'on a une formule (pourie, c'est à dire non linéaire) pour calculer les génération suivantes, on peut certes faire quelques simulations avec un ordi. pour certaines valeurs initiales des données, mais il est tout à fait possible, même après pas mal de simulations qu'on ait "raté" quelque chose (i.e. des cas particuliers de population de départ où l'évolution du système est complètement différente)

- Et de savoir si le système est "attractif" autour d'un point d'équilibre, ça te dit que s'il y a des "petites perturbations" (été plus chaud que d'habitude, maladie pas trop grave d'une des deux espèces, etc...), ça ne va pas changer grand chose : le système reviendra automatiquement (et tout seul...) à son état stable.
Alors que si le système n'est pas attractif (ou peu attractif), ça veut dire qu'il ne restera jamais longtemps dans cet état là : là moindre modification, même minime du système va le faire relativement rapidement basculer dans un état complètement différent... (concrètement parlant, ça veut souvent dire la disparition d'une, voire des deux espèces vu qu'un état qui est toujours stable, ben c'est ... :pleur4: )

En bref, ça permet tout bêtement de mesurer la stabilité du système : est-il en équilibre précaire ou bien au contraire archi stable ?
Par exemple : Si la population de poisson/plancton à un endroit donné de la mer est "archi stable", ben ça veut dire qu'on peut en pêcher un assez grand nombre tout les ans sans trop de risque de faire basculer le système.
Si c'est "moyennement stable", ben... gare à la catastrophe...

(*) Là, c'est pas systématiquement vrai : si on entrevoit la possibilité d'un état qui tend vers un truc période sur 2 (ou plus) générations, on peut être conduit à étudier ce qu'il se passe non pas au voisinage d'un point fixe, mais au voisinage d'un point périodique (i.e. qui retombe sur lui même au bout d'un nombre donné d'itérations).
Qui n'entend qu'un son n'entend qu'une sonnerie. Signé : Sonfucius

mrasipila
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Re: Système Suite Récurrentes

par mrasipila » 09 Nov 2018, 00:13

Et du coup la vraie question c'est comment déduire que le système est attractif ?

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Ben314
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Re: Système Suite Récurrentes

par Ben314 » 09 Nov 2018, 06:42

La "bonne" façon de te l'expliquer va grandement dépendre des outils mathématique que tu possède.
Pour faire au plus court : il faut regarder les valeurs propres (réelles ou complexes) de la matrice associée au système linéaire. Si elles sont toutes de module <1, le point fixe est attractif.

S'il y a un / des trucs dans cette phrase que tu ne comprend pas, ben ça veut dire qu'à ton niveau, il faudrait détailler plus, mais pour ça, il faudrait qu'on sache (au moins à peu prés) quelle est ta culture mathématique concernant le calcul matriciel.
Qui n'entend qu'un son n'entend qu'une sonnerie. Signé : Sonfucius

 

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