‹ Théorie des équations aux dérivées partielles du premier ordreChapitre 31 sur 77 · Changement de variables. Posons, comme dans le cas des · texte numérisé non relu

Changement de variables. Posons, comme dans le cas des

f-quations à trois variables :

A = 0, A = "./*= "ï ^i--i = Wta-i, (8)

el déduisons, de ces 2n équations. les valeurs des variables

X,, ... , J-„,p,, ... .p„, en fonction de

Si l'on introduit ces variables dans l'équation

dz = Pidjr^-i- ■■ -i- p„dx„ (2)

elle deviendra :

dz = Zdz -+- L,du, + Ujd«, -+-•••-+- Uî,, <iuj,,. ... (9)

Il est facile de prouver que Z = I et que l'équation (9) ne contient plus z. En effet, on déduit des n premières équations (7.)

d5 = p,(/jr,-+-Pi<lrjH ^p„dx„ (10)

Cette équation (10) peut donc remplacer l'une des équations (7), et il en est de même de l'équation (9), équivalente à (iO). Or, les équations (7.) ont pour solution :

qui donnent

du, =:0. dUj^O, ... ,d«5„, = 0,

et par suite transforment (9) en Z= 1. Ensuite

F(u.,ii„...,u4.,)=0 (H)

est une solution des équations (7.) et par suite de léquation (9),

ou de

U.du.-t- +U,. ,«fu,,, = 0; (y)

celle-ci ne peut donc pas contenir la variable z, qui n'est plus dans (H).

On peut encore démontrer les remarques précédentes, par un calcul direct. On a :

dcF, djc, dx„

les valeurs de

dxi dXf dx„

'dz' ~dz'"'~dz

étant déduites des relations (8), qui satisfont à (7„). Ainsi :

dx^ 1 Sf dx^ t Sf dXn \ Sf

~dz ~ Vlpi' ~dz~^lpi' ' dz ~ P ip„'

Par conséquent, d'après (6)

1 ( cV/- ^f ^f } .

P ( ^Pt «Tpj Jp„ )

Calculons un des coefiicients U. On a, pour l'un quelconque de ces coefficients :

dXi dx, dXn

U=p,— -H-p, -—H y-Pn-r—

du du du

La dérivée de U par rapport à z, est :

dV " /dp, dXi d^Xi

— = I ( — ~-hpi

dz { \ dz du dzdu

On peut transformer cette équation au moyen de la relation

d*Xi d /" dx\ dpi dXi dzdu du \ ' dz J du dz Il vient ainsi :

dU " /dpi dXi dp, dXi\ d " dXi

— = Z( ) H 2, Pi — ,

dz i \dz du du dz / du i dz

ou

dU " /dpi dXi dpi dXi\

dz i \dz du du dz )

puisque

^ dXi

1 dz

Nous pouvons maintenant remplacer dans j^, les quantités

dp,- dXi dz dz

( 91 ) pu leurs valeurs déduites des relations (8) ou (7„). On aura :

dp,- P. dr. 1 dY

Donc

dz P I V ' du -fp, du/'

Remplaçons P, par sa valeur :

dU__l^ " /__f/^ d^. ^ dp,\ l^^l dfi ds ~ P I V ^x^ du ip, du) V Sz i^' du

La première somme est la dérivée par rapport à u de l'expression /', qui est identiquement nulle, la seconde est égale à U.

Donc

dU Sf

dz Jz ou encore

(. étant une fonction des variables autres que z, savoir m,, Il résulte de là que Ton peut diviser l'équation (9') par

p i/ or p

Elle deviendra ainsi :

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