Les équations différentielles

Savoir résoudre une équation différentielle de la forme y=ayy'=ay - Exercice 3

8 min
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Question 1

On considère l’équation différentielle (E):y=23y\left(E\right) :y'=-23yyy est une fonction de la variable xx, définie et dérivable sur R\mathbb{R} et yy' la fonction dérivée de yy.
Résoudre (E)\left(E\right) .

Correction

Soit l’équation différentielle y=ayy'=ayaa est un réel avec a0a\ne 0, et où yy est une fonction de la variable xx définie et dérivable sur R\mathbb{R}.
  • Les solutions de cette équation sont les fonctions de la forme : f(x)=keaxf\left(x\right)=ke^{ax} kk est une constante réelle.
  • On identifie ici que : a=23a=-23 .
    Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke23xf\left(x\right)=ke^{-23x}kk est une constante réelle.
    Finalement :
    f(x)=ke23xf\left(x\right)=ke^{-23x}
    kk est une constante réelle.
    Question 2

    On considère l’équation différentielle (E):8y19y=0\left(E\right) :8y'-19y=0yy est une fonction de la variable xx, définie et dérivable sur R\mathbb{R} et yy' la fonction dérivée de yy.
    Résoudre (E)\left(E\right) .

    Correction
    Soit l’équation différentielle y=ayy'=ayaa est un réel avec a0a\ne 0, et où yy est une fonction de la variable xx définie et dérivable sur R\mathbb{R}.
  • Les solutions de cette équation sont les fonctions de la forme : f(x)=keaxf\left(x\right)=ke^{ax} kk est une constante réelle.
  • Nous allons transformer l'écriture afin de revenir à une forme y=ayy'=ay. Ainsi:
    8y19y=08y'-19y=0 équivaut successivement à :
    8y=19y8y'=19y
    y=198yy'=\frac{19}{8}y
    On identifie ici que : a=198a=\frac{19}{8} .
    Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke198xf\left(x\right)=ke^{\frac{19}{8}x}kk est une constante réelle.
    Finalement :
    f(x)=ke198xf\left(x\right)=ke^{\frac{19}{8}x}
    kk est une constante réelle.
    Question 3

    On considère l’équation différentielle (E):y=21y\left(E\right) :y'=21yyy est une fonction de la variable xx, définie et dérivable sur R\mathbb{R} et yy' la fonction dérivée de yy.
    Résoudre (E)\left(E\right) .

    Correction

    Soit l’équation différentielle y=ayy'=ayaa est un réel avec a0a\ne 0, et où yy est une fonction de la variable xx définie et dérivable sur R\mathbb{R}.
  • Les solutions de cette équation sont les fonctions de la forme : f(x)=keaxf\left(x\right)=ke^{ax} kk est une constante réelle.
  • On identifie ici que : a=21a=21 .
    Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke21xf\left(x\right)=ke^{21x}kk est une constante réelle.
    Finalement :
    f(x)=ke21xf\left(x\right)=ke^{21x}
    kk est une constante réelle.
    Question 4

    On considère l’équation différentielle (E):y=30y\left(E\right) :y'=-30yyy est une fonction de la variable xx, définie et dérivable sur R\mathbb{R} et yy' la fonction dérivée de yy.
    Résoudre (E)\left(E\right) .

    Correction
    Soit l’équation différentielle y=ayy'=ayaa est un réel avec a0a\ne 0, et où yy est une fonction de la variable xx définie et dérivable sur R\mathbb{R}.
  • Les solutions de cette équation sont les fonctions de la forme : f(x)=keaxf\left(x\right)=ke^{ax} kk est une constante réelle.
  • On identifie ici que : a=30a=-30 .
    Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke30xf\left(x\right)=ke^{-30x}kk est une constante réelle.
    Finalement :
    f(x)=ke30xf\left(x\right)=ke^{-30x}
    kk est une constante réelle.