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  • Théorème de Cauchy-Lipschitz

    Formulaire de report

    Théorème de Cauchy-Lipschitz :
    • \(\Omega\subset{\Bbb R}^d\) est un ouvert
    • \(f:{\Bbb R}\times\Omega\to{\Bbb R}^d\) est continue et localement lipschitzienne en sa seconde variable : $$\begin{align}&\forall T\geqslant0,\forall K\subset_c\Omega,\forall t\in[0,T],\forall x,y\in K,\\ &\lVert f(t,x)-f(t,y)\rVert\leqslant C\lVert x-y\rVert\end{align}$$

    $$\Huge\iff$$
    • existence : $$\begin{align}&\forall x_0\in\Omega,\exists t_0\gt 0,\exists u\in\mathcal C^1([0,t_0],\Omega),\forall t\in[0,t_0],\\ &u^\prime(t)=f(t,u(t))\end{align}$$
    • unicité : $$\begin{align}&\forall T\gt 0,\forall K\subset_c\Omega,\\ &\forall \Big(u,v\in\mathcal C^1([0,T],K),u^\prime(t)=f(t,u(t)),v^\prime(t)=f(t,v(t))\Big),\\ &\lVert u-v\rVert_\infty\leqslant C\lVert u(0)-v(0)\rVert\end{align}$$ avec \(C\) dépendant seulement de \(T\) et de \(K\)



    Réécrire les solutions via le Théorème fondamental d'analyse

    Appliquer l'inégalité triangulaire et le fait que \(f\) est localement lipschtzienne sur sa seconde variable pour majorer.

    Conclure via Grönwall.



  • Rétroliens :
    • Equation différentielle linéaire du premier ordre
    • Equation différentielle linéaire du second ordre à coefficients constants
    • Problème de Cauchy
    • Théorème d'explosion - Théorème des bouts - Théorème de sortie de tout compact
    • Théorème de Cauchy-Arzelà-Peano