Savoir résoudre une équation différentielle de la forme y′=ay+b avec une condition - Exercice 3
15 min
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Question 1
Résoudre l'équation différentielle suivante : y′=4y−16 tel que f(0)=5
Correction
Soit l’équation différentielle y′=ay+b où a et b sont deux réels, 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−ab où k est une constante réelle.
La fonction f0(x)=−ab est appeleˊe solution particulieˋre constante de l'équation différentielle.
On identifie ici que : a=4 et b=−16. Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke4x−4(−16) où k est une constante réelle. Finalement : f(x)=ke4x+4 où k est une constante réelle Or on sait que f(0)=5 , il vient alors que : f(0)=5 équivaut successivement à : ke4×0+4=5 ke0+4=5 or e0=1 k+4=5 k=5−4 D'où : k=1 Il en résulte que la solution de l'équation différentielle y′=4y−16 tel que f(0)=5 est alors :
f(x)=1e4x+4
Question 2
Résoudre l'équation différentielle suivante : y′=7y+49 tel que f(1)=1
Correction
Soit l’équation différentielle y′=ay+b où a et b sont deux réels, 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−ab où k est une constante réelle.
La fonction f0(x)=−ab est appeleˊe solution particulieˋre constante de l'équation différentielle.
On identifie ici que : a=7 et b=49. Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke7x−749 où k est une constante réelle. Finalement : f(x)=ke7x−7 où k est une constante réelle Or on sait que f(1)=1 , il vient alors que : f(1)=1 équivaut successivement à : ke7×1−7=1 ke7=1+7 ke7=8 k=e78
e−a=ea1
D'où : k=8e−7 Il en résulte que la solution de l'équation différentielle y′=7y+49 tel que f(1)=1 est alors : f(x)=8e−7×e7x−7 que l'on peut écrire :
eaeb=ea+b
f(x)=8e7x−7−7
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