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Devoir exponentielles et équations différentielles

Posté par
thematik
28-12-11 à 15:14

Bonjour,
Je suis actuellement en TS et un DM nous a été donné à faire durant les vacances. J'aimerais savoir si ce que j'ai fait sur la deuxième partie de l'exercice est correct. Voici l'énoncé :
1. Montrer que la fonction u telle que u(x) = 20xe^\frac{-1}{2}^x est solution de l'équation différentielle y'+\frac{1}{2}y = 20e^\frac{-1}{2}^x.
2. a) Démontrer que la fonction g est solution de l'équation différentielle (E] si et seulement si la fonction g-u est solution de l'équation différentielle (E') y'+\frac{1}{2}y=0.
b) Résoudre (E') puis (E). (Et c'est à cette question que je bloque.)

1. Tout d'abord, j'ai calculé la dérivée de u. Ce qui m'a donné 20e^\frac{-1}{2}^x - 10xe^\frac{-1}{2}^x.
Et j'ai ensuite fait : y'+\frac{1}{2}y = ((20e^\frac{-1}{2}^x) - (10xe^\frac{-1}{2}^x)) + (\frac{1}{2} \times (20xe^\frac{-1}{2}^x))
= (20e^\frac{-1}{2}^x) - (10xe^\frac{-1}{2}^x) + (10xe^\frac{-1}{2}^x)
= (20e^\frac{-1}{2}^x)
Le résultat et la manière d'y parvenir sont-ils corrects ?

2. Si (g-u) est solution de (E') alors :
(g(x)-u(x))' + \frac{1}{2}(g(x)-u(x)) = 0
 \\ g(x)'-u(x)' + \frac{1}{2}g(x)-\frac{1}{2}u(x) = 0
 \\ g(x)' + \frac{1}{2}g(x) = u'(x) + \frac{1}{2}u(x)
 \\ g(x)' + \frac{1}{2}g(x) = 20e^\frac{-1}{2}^x
Donc g(x) est solution de (E).

3. J'ai commencé par poser h = g-u qui est solution de (E').
Et h(x) = Ae^\frac{-1}{2}^x
Sauf que je n'ai aucune idée sur ce que je dois faire ensuite.

Merci par avance de votre aide

Posté par
thematik
re : Devoir exponentielles et équations différentielles 28-12-11 à 15:57

Up.

Posté par
Labo
re : Devoir exponentielles et équations différentielles 28-12-11 à 16:12

Bonjour,
1 et 2a OK
2b):
résoudre (E')
y'+\frac{1}{2}y=0
h=Ae^{\frac{1}{2}x} OK
résoudre (E)
si g-u est solution de (E')alors g est solution de (E)
g=h+u

Posté par
Labo
re : Devoir exponentielles et équations différentielles 28-12-11 à 16:12

Bonjour,
1 et 2a OK
2b):
résoudre (E')
y'+\frac{1}{2}y=0
h=Ae^{\frac{1}{2}x} OK
résoudre (E)
si g-u est solution de (E')alors g est solution de (E)
g=h+u

Posté par
thematik
re : Devoir exponentielles et équations différentielles 28-12-11 à 18:53

La réponse à la 2. a) vous avez mis h = Ae^\frac{1}{2}^x mais pourquoi l'exposant \frac{1}{2} n'est-il pas négatif ?

Pour la résolution de (E) :
g-u = Ae^\frac{-1}{2}^x

Il faut donc que je trouve g ?
Dans ce cas :
g = Ae^\frac{-1}{2}^x + 20xe^\frac{-1}{2}^x
Seulement, je n'ai aucune donnée comme par exemple : f(1) = 3. Et pour trouver A n'est-ce pas nécessaire d'avoir une indication de ce genre ?

Posté par
Labo
re : Devoir exponentielles et équations différentielles 28-12-11 à 19:50

2a)  j'ai oublié le signe -
2b)
g(x) = Ae^\frac{-1}{2}^x + 20xe^\frac{-1}{2}^x
Et pour trouver A n'est-ce pas nécessaire d'avoir une indication de ce genre ?OUI
par exemple g(0)=...

Posté par
thematik
re : Devoir exponentielles et équations différentielles 28-12-11 à 20:52

Donc, si j'ai bien compris, pour résoudre ce genre de question, on peut prendre n'importe quel x.
Et si l'on prend g(0) comme vous l'avez indiqué cela donne en fait
g(0) = Ae^0 + 20\times0\timese^0
 \\ = A
Donc en fait g(0) = A ?

Posté par
Labo
re : Devoir exponentielles et équations différentielles 28-12-11 à 20:58

OUI mais  comme on ne te donne aucune valeur particulière alors tu gardes le A

Posté par
thematik
re : Devoir exponentielles et équations différentielles 29-12-11 à 01:21

Et bien, je vous remercie beaucoup de l'aide que vous m'avez apporté !

Posté par
Labo
re : Devoir exponentielles et équations différentielles 29-12-11 à 10:40



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