Résolution d'équations différentielles

MathematicsDifferential EquationsMediumSTEM

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E.F 1 : cor p : 423

Résous chacune des équations différentielles suivantes :

$(E_1) : 3y' - 2y = 0, \quad (E_2) : y' + y = 0$

$(E_3) : y'' + y = 0, \quad (E_4) : y'' - 5y' + 6y = 0$

$(E_5) : y'' + 2y' + y = 0, \quad (E_6) : y' = e^{\frac{2}{3}x}, \quad (E_7) : y'' = 3$

$, (E_8) : y' = \tan x \text{ sur } ]-\frac{\pi}{2} ; \frac{\pi}{2}[.$

$(E_9) : y' = \frac{\ln x}{x} \text{ sur } ]0 ; +\infty[.$

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Step by Step Written Solution

1
Step 1

Bonjour ! Aujourd'hui, nous allons résoudre une série d'équations différentielles linéaires du premier et du second ordre.

Résolution d'Équations Différentielles

2
Step 2

Commençons par l'équation E 1. C'est une équation linéaire homogène du premier ordre de la forme a y prime plus b y égale zéro.

$$(E_1) : 3y' - 2y = 0$$
3
Step 3

Isolons y prime sur y pour identifier la forme standard. On obtient y prime égale deux tiers de y.

4
Step 4

La solution générale est de la forme C fois l'exponentielle de a fois x. Ici, la solution est y égale C exponentielle de deux tiers de x.

5
Step 5

Passons à l'équation E 4. C'est une équation du second ordre à coefficients constants.

Équation du second ordre

$$(E_4) : y'' - 5y' + 6y = 0$$
6
Step 6

Pour résoudre cela, nous cherchons l'équation caractéristique associée.

$$r^2 - 5r + 6 = 0$$
7
Step 7

Nous pouvons factoriser ce trinôme. Les racines sont deux et trois car leur somme est cinq et leur produit est six.

8
Step 8

Comme nous avons deux racines réelles distinctes, r indice un égale deux et r indice deux égale trois, la solution est une combinaison de deux exponentielles.

$$y = A e^{2x} + B e^{3x}, \quad A, B \in \mathbb{R}$$

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Subject
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Topic
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Difficulty
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Exam
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