La méthode de séparation des variables - Exercice 1
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Une majorité d'équations différentielles ne sont pas linéaires. On dit qu'elles son "non-linéaires". En voici un exemple simple.
Question 1
On considère l'équation différentielle (E) suivante : (E):y′+y2=0
En remarquant que y′=dxdy, démontrer que : y(x)=x+A1 avec A∈R
Correction
On a l'équation : (E):y′+y2=0 Donc : y′=−y2 Soit encore (c'est cette ligne suivante qui justifie le nom de "méthode de séparation des variables") : dxdy=−y2 Ceci nous donne donc : −y2dy=dx⟺−y21dy=1dx En primitivant cette dernière égalité, on obtient : ∫−y21dy=∫1dx On obtient alors : y1=x+A(A∈R) Par simple inversion, on a donc bien démontrer que : y(x)=x+A1 avec A∈R
Question 2
En déduire l'unique solution qui satisfait à y(0)=3.
Correction
On a : y(0)=3 Donc : 0+A1=3 Ainsi : A1=3 Et de fait : A=31 Finalement, on obtient : y(x)=x+311
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