Équations différentielles

Savoir résoudre une équation différentielle de la forme y=ayy'=ay - Exercice 1

12 min
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Question 1

Résoudre l'équation différentielle suivante : y=4yy'=4y

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=4a=4 .
    Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke4xf\left(x\right)=ke^{4x}kk est une constante réelle.
    Finalement :
    f(x)=ke4xf\left(x\right)=ke^{4x}
    kk est une constante réelle.
    Question 2

    Résoudre l'équation différentielle suivante : y=2yy'=-2y

    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=2a=-2 .
    Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke2xf\left(x\right)=ke^{-2x}kk est une constante réelle.
    Finalement :
    f(x)=ke2xf\left(x\right)=ke^{-2x}
    kk est une constante réelle.
    Question 3

    Résoudre l'équation différentielle suivante : 3y7y=03y'-7y=0

    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:
    3y7y=03y'-7y=0 équivaut successivement à :
    3y=7y3y'=7y
    y=73yy'=\frac{7}{3}y
    On identifie ici que : a=73a=\frac{7}{3} .
    Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke73xf\left(x\right)=ke^{\frac{7}{3}x}kk est une constante réelle.
    Finalement :
    f(x)=ke73xf\left(x\right)=ke^{\frac{7}{3}x}
    kk est une constante réelle.
    Question 4

    Résoudre l'équation différentielle suivante : y=9yy'=9y

    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=9a=9 .
    Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke9xf\left(x\right)=ke^{9x}kk est une constante réelle.
    Finalement :
    f(x)=ke9xf\left(x\right)=ke^{9x}
    kk est une constante réelle.
    Question 5

    Résoudre l'équation différentielle suivante : 2y+9y=02y'+9y=0

    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:
    2y+9y=02y'+9y=0 équivaut successivement à :
    2y=9y2y'=-9y
    y=92yy'=\frac{-9}{2}y
    y=92yy'=-\frac{9}{2}y
    On identifie ici que : a=92a=-\frac{9}{2} .
    Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke92xf\left(x\right)=ke^{-\frac{9}{2}x}kk est une constante réelle.
    Finalement :
    f(x)=ke92xf\left(x\right)=ke^{-\frac{9}{2}x}
    kk est une constante réelle.
    Question 6

    Résoudre l'équation différentielle suivante : dydt15y=0\frac{dy}{dt} -15y=0

    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 rappelons que dydt\frac{dy}{dt} peut également s'écrire yy' . Ainsi :
    y15y=0y'-15y=0 équivaut successivement à :
    y=15yy'=15y
    On identifie ici que : a=15a=15 .
    Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke15xf\left(x\right)=ke^{15x}kk est une constante réelle.
    Finalement :
    f(x)=ke15xf\left(x\right)=ke^{15x}
    kk est une constante réelle.
    Question 7

    Résoudre l'équation différentielle suivante : y=1011yy'=10^{11}y

    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=1011a=10^{11} .
    Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke1011xf\left(x\right)=ke^{10^{11}x}kk est une constante réelle.
    Finalement :
    f(x)=ke1011xf\left(x\right)=ke^{10^{11}x}
    kk est une constante réelle.