NOUVELLES ANNALES DE MATHÉMATIQUES
MORET-BLANC
Solution des questions de licence proposées
au concours d’agrégation de 1880
Nouvelles annales de mathématiques 3esérie, tome 1
(1882), p. 230-236
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SOLUTION DES QUESTIONS
DE
LICENCE PROPOSÉES
AU CONCOURS D'AGRÉGATION DE
1880;
PAR
M.
MORET-BLANC.
1.
Intégrer les équations différentielles simultanées
dx
- =
ax
-t-
U v -h b
z.
dt
dt
Ux-±bY-+-azy
dt
ou
a, a',
a",
Z>,
V\
bn
sont des constantes réelles
don-
ïiées,
et
x,y,
z des fonctions inconnues de la variable
t.
^
, . ,
-,
dx dy
Ces
équations étant homogènes
en
x,y,
z,
—r-y
-j-*
-^-f
si Ton trouve trois systèmes de valeurs particulières
x^j
!,
zt;
x2rj
2,
z2;
Xsij'3,
zs
qui
les
vérifient, on y
satisfera encore en posant
X
l_*i
Xi
—f-
t_^2'2'*2
~^~ ^3^'j»
y
Ciy\
4-
C2j-2
4-
C3j3>
Cn C2, C3
étant trois constantes arbitraires. Ces nou-
velles valeurs, renfermant trois constantes
arbitraires,
seront les intégrales générales des équations
proposées.
Pour trouver trois solutions particulières, posons
x
e
?',
r=
(J.e^,
; =
ve^.
p,
jx,
v étant des constantes qu'il
s'agh
de
déterminer.
Ces valeurs, substituées dans les
équations,
donnent,
en
supprimant le facteur
eP',
//
-f-
(af
p){Ji
•+-
bv
•=.
o,
b'
-h
b
jx
-h
(a"
p)v
=
o.
L'élimination de
[Ji
et v entre ces équations donne
a
p
b" br
b"
a'
p b
Cette équation, identique à l'équation en S de la Géo-
métrie analytique, a, comme on sait, ses trois racines
réelles,
que l'on calculera trigonométriquemenl, quand
on connaîtra les valeurs numériques des coefficients.
Désignons-les par
,
p2,
p3
;
deux quelconques des
équations précédentes donneront les valeurs correspon-
dantes
[J^,
|JL2,
1*3}
V<
,
V2, V3.
Les intégrales générales des équations proposées se-
ront
2.
O/z
considère un
cire
vertical
O
z,
autour duquel
tourne
d'après
une loi déterminée, mais inconnue, un
tube rectiligne
OA,
de section infiniment petite, qui
rencontre
Vaxe fixe
en
O
et fait avec lui un angle
constant
6}
dans
Vintérieur
du tube peut se mouvoir
sans frottement un point
M
:
î
° On demande quelles doivent
être,
d'une
part, la
loi de rotation du
tube,
de
l'autre, les circonstances
initiales pour que la distance r du point
M
au point
O
soit,
à
chaque instant t, donnée par la formule
2°
Conservant pour le mouvement de rotation du
tube la loi précédemment trouvée, ne faisant
d'ailleurs
aucune hypothèse sur les circonstances
initiales,
on
de-
mande
d'étudier
le mouvement du point pesant dans le
tube.
L'accélération
du mouvement du mobile dans le
tube est la somme algébrique des composantes suivant
Ja direction du tube, de la pesanteur et de
l'accélération
centrifuge : l'accélération centrifuge composée, étant
perpendiculaire au tube, est détruite. On aura donc, en
supposant le mobile M au-dessus du point
O,
d2r
.
dix)2
_ = _^cos6 + rsine__,
o)
étant l'angle
que
le plan ZOA fait avec sa position ini-
tiale.
Si le mobile était au-dessous du point
O,
il suffirait
de changer le signe de
#,
r étant positif de
O
vers M.
D'après la loi énoncée, on a
1/équation
précédente devient/ 2
2
À-=r
g
cos
0 -h
À' sin 0 ( t
H-
a)2
-—-,
d'où
l'on
tire
rik -h ^c
du
*
\ A sin6
dt
f + a
Telle doit
être
la vitesse de rotation du tube; elle est
en raison inverse du temps compté à partir d'une ori-
gine antérieure de a aux
circonstances
initiales.
Pour
t =
o, on doit avoir en outre
c'est-à-dire que la position et la vitesse initiale du mo-
bile dans le tube doivent être les mêmes que
s'il
était
parti sans vitesse initiale du point
O
avec l'accélération
2À\,
à cette époque antérieure, le tube restant immobile.
Il est facile
d'avoir
l'équation de la courbe décrite sur
un plan perpendiculaire à
l'axe
par la projection du
mobile : p
= / sinÔ =
k
siinÔ(£ -h
a)2,
ik
H-
ff
cosÔ i + a
Àsin6
a
d'où
./
/slnO
J
V
2
ÂH-A'CONO
/
H-
a
En
éliminant t
entre ces deux équations, on a
p
irz A
a2
Sillon
,
équation d'une spirale logarithmique dont l'angle a pour
tangente
-
y/
~T
2° Conservant pour le
mouvement
de rotation du tube
la loi trouvée
'
2
À*
H-
ff
cos 6
A-sin6
t
el ne faisant aucune hypothèse sur les circonstances ini-
tiales,
on a, pour déterminer le mouvement du mobile
dans le tube, l'équation différentielle
On en
connaît
une intégrale particulière
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