Savoir résoudre une équation différentielle de la forme y′=ay avec une condition - Exercice 3
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Question 1
Résoudre l'équation différentielle suivante : y′=−4y tel que f(4)=7
Correction
Soit l’équation différentielle y′=ay où a est un réel avec a=0, et où y est une fonction de la variable x définie et dérivable sur R.
Les solutions de cette équation sont les fonctions de la forme : f(x)=keax où k est une constante réelle.
On identifie ici que : a=−4 . Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke−4x où k est une constante réelle. Or : f(4)=7 ce qui nous permet d'écrire que : ke−4×(4)=7 équivaut successivement à : ke−16=7 k=e−167
e−a=ea1
D'où : k=7e16 Il en résulte que la solution de l'équation différentielle y′=−4y tel que f(4)=7 est alors : f(x)=7e16×e−4x
eaeb=ea+b
Ainsi :
f(x)=7e−4x+16
Question 2
Résoudre l'équation différentielle suivante : y′=7y tel que f(0)=7
Correction
Soit l’équation différentielle y′=ay où a est un réel avec a=0, et où y est une fonction de la variable x définie et dérivable sur R.
Les solutions de cette équation sont les fonctions de la forme : f(x)=keax où k est une constante réelle.
On identifie ici que : a=7 . Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke7x où k est une constante réelle. Or : f(0)=7 ce qui nous permet d'écrire que : ke2×0=7 équivaut successivement à : ke0=7 . Nous savons que e0=1 . k=7 Il en résulte que la solution de l'équation différentielle y′=7y tel que f(0)=7 est alors :
f(x)=7e7x
Question 3
Résoudre l'équation différentielle suivante : y′=22y tel que f(−1)=1
Correction
Soit l’équation différentielle y′=ay où a est un réel avec a=0, et où y est une fonction de la variable x définie et dérivable sur R.
Les solutions de cette équation sont les fonctions de la forme : f(x)=keax où k est une constante réelle.
On identifie ici que : a=22 . Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke22x où k est une constante réelle. Or : f(−1)=1 ce qui nous permet d'écrire que : ke22×(−1)=1 équivaut successivement à : ke−22=1 k=e−221
e−a=ea1
D'où : k=1e22 Il en résulte que la solution de l'équation différentielle y′=22y tel que f(−1)=1 est alors : f(x)=1e22×e22x
eaeb=ea+b
Ainsi :
f(x)=1e22x+22
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