Séminaire de Systèmes Dynamiques

Intégration symbolique sur un feuilletage du plan

by Thierry Combot (Université de Dijon)

Europe/Paris
Description
On considère une équation différentielle $y'=F(x,y)$ avec $F$ rationnel. Les solutions de cette équation définissent un feuilletage du plan $\mathcal{F}$, et l'on supposera que $\mathcal{F}$  n'est pas algébrique., On va considérer une intégrale $\int_{\mathcal{F}} G(x,y) dx$ où $G$ est rationnel, et l'intégrale est calculée le long des feuilles de $\mathcal{F}$. De façon équivalente, on peut écrire $I(x,h)=\int G(x,y(x,h)) dx$ où $y(x,h)$ est une famille de solutions de $y'=F(x,y)$ dépendant (transversalement) d'un paramètre $h$. On montrera que si $I(x,h)$ est différentiellement algébrique en $x,h$, alors, avec une bonne paramétrisation en $h$, $I(x,h)$ satisfait une équation différentielle linéaire en $h$ de la forme $LI=(\partial y(x,h))^\ell H(x,y(x,h))$ où $L\in\mathbb{C}[\partial_h]$ est à coefficients constants. On présentera ensuite un algorithme pour trouver une telle équation jusqu'à une borne donnée sur l'ordre de $L$ et le degré de $H$. Dans le cas particulier des feuilletages $y=\ln x+h$ et $\ln y= \alpha \ln x +h$, nous présenterons un algorithme permettant de décider l'existence d'une telle équation.
Si possible, nous aborderons la question de savoir pour quels feuilletages $\mathcal{F}$ il existe des intégrales $I(x,h)$ différentiellement algébriques non élémentaires, ainsi que les généralisations possibles en dimension supérieure.