Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau terminale
Partager :

Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction

Posté par
dam
05-01-09 à 15:04

Bonjour à tous, mon professeur de mathématique nous a donné un DM pour la rentré et je bloque dès la deuxième question, voilà le sujet :

1) résoudre l'eq différentielle:
2y'+y=0 (E), dont l'inconnue est une fonction définie et dérivable sur R :

là je pense  avoir trouvé facilement la solution mais ensuite

2) on considère l'eq diff :
2y'+y=e(-x/2)(x+1) (E')

   a) déterminer deux réels m et p tels que la fct f définie sur R par :

f(x)=e(-x/2)(mx(o carré) + px) soit solution de (E').

et ensuite 3) :

soit g une fonction définie et dérivable sur R.
Montrer que g est sol de l'éq  (E') si et seulement si g-f est sol de l'éq (E).
Résoudre (E').

Posté par
Labo
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 15:14

bonjour,
2a) calcule f'(x)
et reporte f(x) et f'(x) dans (E')
pour info m=1/2 et p=1
  

Posté par
dam
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 15:23

merci pour la méthode, j'ai trouvé com dérivé pour f(x) :

(-1/2e(-x/2)) (mx(o carré) + px) + (2mx+p) (e(-x/2))  ?

Posté par
Labo
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 15:40

OK

Posté par
dam
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 15:44

et ensuite je procède comment il faut que je simplifie ? parce que ça donne une expression "énorme"  

Posté par
Labo
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 15:49

maintenant tu calcules
2f'(x)+f(x)

Posté par
dam
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 15:51

oui mais je n'y arrive pas, je ne sais pas par quoi commencer `

Posté par
Labo
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 15:54

tu as trouvé
f'(x)=(-1/2e(-x/2)) (mx(o carré) + px) + (2mx+p) (e(-x/2))
je pense que tu peux trouver
2f'(x)=

Posté par
dam
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 15:59

2f'(x)= -mx(o carré)e(-x/2) -pxe(-x/2) + 4mxe(-x/2) + 2pe(-x/2)

Posté par
Labo
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 16:05

pourquoi as-tu développé ???

Posté par
dam
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 16:08

Je croyais que ça pouvais apporter quelquechose mais 2f'(x) c 'est très simple dans ce cas :
2f'(x)= 2(-1/2e(-x/2)) (mx(o carré) + px) + 2(2mx+p) (e(-x/2)) non ?

Posté par
Labo
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 16:11

2f'(x)=-e(-x/2)) (mx(o carré) + px) + 2(2mx+p) (e(-x/2))  c'est encore plus simple
maintenant calcule
2f'x)+f(x)=

Posté par
dam
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 16:28

Alors:

2f'(x) + f(x) = -e(-x/2)(mx(o carré) + px) + 2e(-x/2) (2mx+p) + e(-x/2)(mx(o carré) + px)

ça se simplifie  reste alors :

2f'(x) + f(x) = 2e(-x/2) (2mx+p)   mais le 2 devant l'exp me gène .

Posté par
Labo
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 16:53

2f'(x) + f(x) = 2e(-x/2) (2mx+p)  OK
2e(-x/2) (2mx+p) doit être égal à e(-x/2)(x+1)
d'où
2(2mx+p)= (x+1) ( j'avais oublié le 2)
4mx=x  m=1/4
2p=1   p=1/2

Posté par
dam
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 17:04

Merci, c'est bien ce que je pensais ^^

J'ai encore un peu besoin d'aide pour la 3) b) qui fait suite à celle-ci : Soit g une fonction définie et dérivable sur R.
Montrer que g est sol de l'éq  (E') si et seulement si g-f est sol de l'éq (E).

je ne sais pas comment commencer non plus vu qu'on ne connait pas g

Posté par
Labo
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 17:24

(E) 2y'+y=0 et (E') 2y'+y=e-x/2(x+1)
2f'(x)+f(x)=e-x/2(x+1)
si g-f est sol de l'éq (E).alors
2(g-f)'+(g-f)=0
2g'-2f'+g-f=0
2g'+g-(2f'+f)=0
2g'+g=2f'+f=e-x/2(x+1) donc g est solution de (E')
réciproquement
si g est solution de (E') alors
2g'+g=e-x/2(x+1)=2f'+f
2g'+g-2f'-f=0
2g'-2f'+ g-f=0
2(g'-f')+(g-f)=0
2(g-f)'+(g-f)=0 donc  (g-f) est solution de (E)

Posté par
dam
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 17:47

Ok  merci et ensuite il demande de résoudre (E') donc :

(E') 2y'+y=e-x/2(x+1)
donc y' = e(-x/2) (x+1) -1/2y ?

Posté par
dam
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 18:42

bon j'ai réussis finalement mais j'ai un autre problème pour étudier les variations de h(x) = 1/4e(-x/2)(x^2+2x)

ma dérivé doit être sûrement fausse quelqu'un pourrait-il m'éclairer ?

Posté par
Labo
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 19:05

quelles sont les solutions de (E')?
h'(x)=(1/4)[(-1/2)e-x/2(x2+2x)+e-x/2(2x+2)]
=(1/4)[e-x/2[-(1/2)(x2+2x)+2x+2]=(1/4)e-x/2[(-x2/2) +x +2)

Posté par
dam
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 19:26

alors com sol jai trouvé :

g(x) = ke(-x/2)+f(x)
g(x) = ke(-x/2) + e(-x/2) (1/4+1/2x) avec k appartient à R
donc ...

et pour l'étude de variation de h(x) je trouve à partir de la dérivé qu'elle est décroissante - l'inf, 0 et croissante en 0, + l'inf   je ne pense pas que ça soit correct ?

Posté par
dam
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 19:27

euh pardon c l'inverse pour les variations

Posté par
Labo
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 20:23

OK pour les solutions de (E')
concernant étude de h(x)  des erreurs ci joint courbes
en bleu celle représentant h et en rouge celle de la dérivée

Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction

Posté par
dam
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 20:35

Oui effectivement j'ai compris mon erreur il fallait que je calcul les solutions du polynômes pour ensuite déterminer le signe de celui-ci c'est donc décroissant, croissant et décroissant

Il me reste une dernière question de calcul à nouveau concernant une étude de position entre deux courbe, celle de h(x) et celle de la fonction exp(-x/2) donc il faut faire la différence des deux je trouve ça :

(1/4)x^2e(-x/2) + (2/4)xe(-x/2) - e(-x/2) est-ce juste ?

Posté par
Labo
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 21:10

en regardant ta réponse pour g(x),une erreur m'a échappé...tu as oublié le x2
g(x) = ke(-x/2) + e(-x/2) (1/4x2+1/2x) avec k appartient à R
g(x)=ke-x/2+(1/4)e-x/2(x2+2x)
on trouve h(x)...
ensuite
pourquoi développes-tu ??
rappel pour étudier la position relative de deux courbes
on étudie le signe de leur différence
h(x)-e-x/2=e-x/2(1/4)( x2+2x-4)

Posté par
dam
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 21:20

oui c'était une erreur de frappe de ma part; dsl
mais comment trouves tu que h(x)-e(-x/2) = e(-x/2)(1/4)( x2+2x-4) je ne comprends pas ce passage ...

Posté par
Labo
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 21:32

h(x)-e-x/2=(1/4)e-x/2(x2+2x)- 4/4(e-x/2)=(1/4)e-x/2(x2+2x-4)

Posté par
dam
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 22:08

donc d'après le tableau de signe je trouve que h(x) est o dessus sur -l'inf, sol 2 et sol 1, plus l'inf  et en dessous entre les racines du polynôme

Enfin, je dois calculer la lim h(x) en moins l'inf  et plus l'inf seulement je ne tombe que sur des indéterminations ..

Posté par
Labo
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 22:45

en bleu h(x) et en rouge e-x/2

Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction

Posté par
Labo
re : Equation différentielle DM Résolution et Etude de fonction 05-01-09 à 22:58

h(x)=(1/4)e-x/2(x2+2x)
h(x)=(1/4)x2(1+2/x)/ex/2
lim de 1+2/x =1 qd x tend vers ±

lim de x2/ex/2=0 qd x tend vers +

lim de x2e-x/2=+ qd x tend vers -
quand x tend vers -
en effet x2tend vers +
et e-x/2tend vers +
sauf erreur



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1675 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !