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Equation Différentielle

Posté par
elieso
30-10-12 à 20:56

Bonjour à tous,

J'ai un problème pour résoudre une équation différentielle qui est celle ci:

y'=2xy
En appliquant la formule y(x)=Ce^(ax), j'obtiens:
y(x)=Ce^(2xx) Donc y(x)=Ce^(2x²)

Or, Si je prend C=3 donc y1(x)=3e^(2x²), J'obtiens:

4x3e^(2x²)=2x3e^(2x²)

On remarque que l'égalité est fausse et je n'arrive pas à trouver mon erreur.

Merci d'avance de m'aider.

Posté par
fred1992
re : Equation Différentielle 30-10-12 à 21:15

Bonsoir elieso.

Est-ce que y(x) = constante\times e^{2x^2} est bien solution de l'ED y' - 2xy = 0 ?

Qu'obtient-on en dérivant x \longmapsto e^{2x^2} ? Conclusion ?

Posté par
elieso
re : Equation Différentielle 30-10-12 à 21:32

1)

y(x)=constante e^(2x²) n'est pas solution de y'-2xy=0

Je trouve en prenant Constante=2

4xe^(2x²)=0

2)
En dérivant e^(2x²)
On obtien avec (eu)'=U'eu:
4xe^(2x²)

Posté par
fred1992
re : Equation Différentielle 30-10-12 à 21:34

OK.

D'après l'ED y' = 2xy, on dérivant, on doit obtenir 2x, et ici, on obtient 4x.

Il y a un facteur 2 en trop...

Posté par
elieso
re : Equation Différentielle 30-10-12 à 21:37

Oui il y a bien un facteur 2 en trop mais je sais pas ou

En essayant de bidouiller un peu, j'ai pu trouver au lieu de -> y(x)=Ce^(2x²)
                                                        Ceci -> y(x)=2Ce^(x²)

Mais je sais pas pourquoi, ni si ses vraiment sa la réponse.

Posté par
fred1992
re : Equation Différentielle 30-10-12 à 21:47

La solution est presque bonne. La résolution de ce genre d'ED est plutôt intuitive.

On regarde comment est écrit l'ED : y' = 2x \times y

On voit la chose suivante : en dérivant la fonction solution, on voit apparaître un 2x...

Qui est-ce qui a pour dérivé 2x ? Eh bien, \red{x^2}.

La solution est alors de la forme y(x) = constante \times e^{\red{x^2}}.

En dérivant, on dit oui.

Posté par
fred1992
re : Equation Différentielle 30-10-12 à 21:55

On va chercher à déterminer ce u dans e^{u}...

Citation :
On obtien avec (eu)'=U'eu:


Les trucs suivantes ne doivent pas être écrits sur ta copie...

y' = 2x \times y
 \\ 
 \\ (e^{u})' = 2x \times e^{u}
 \\ 
 \\ (e^{u})' = ({x^2})' \times e^{u}
 \\ 
 \\ (e^{u})' = (u)' \times e^{u}

Et donc ce u ne peut être que x^2.

Posté par
elieso
re : Equation Différentielle 30-10-12 à 22:13

Oui, ce que vous avez fait fred1992, je l'ai compris et ses bon

Mais sa me paraît étrange de trouver y(x)=Ce^(x²) de cette manière sans utiliser la formule générale qui est:

Pour: y'=ay
      y=Ce^(ax)

Avec pour notre cas a=2x et qui nous donnerait donc:

y=Ce^(2x²)

Donc étrange de passer par e^u pour trouver le u et pas par la formule générale.

Posté par
fred1992
re : Equation Différentielle 30-10-12 à 22:27

Cette formule n'est pas fausse.

Dans le cas précis où on a un truc de la forme : y' = a \times y,

la solution est bien quelque chose du type y = Ce^{ax}a est un réel.

En effet, on a bien  y'  =  (Ce^{ax})'  =  C \times a \times e^{ax}  =  a \times (C \times e^{ax})  =  a \times y.


Par contre, ici on a : y' = 2x \times y. Ce "a" ne peut être associé à 2x. Ce "x" change tout.


Prenons un autre exemple. Considérons l'ED y' = 6x \times y.

On voit qu'en dérivant, on obtient un 6x qui apparaît.
Qu'est-ce qui a pour dérivée ce truc ? Eh bien 3x^2.

En effet, (3x^2)' = 6x

Donc les solutions sont de la forme y = Ce^{3x^2}

Posté par
fred1992
re : Equation Différentielle 30-10-12 à 22:42

Juste pour retenir.

Si a est un réel, et de surcroît, un réel fixé/constant.

Il ne faut pas associer ce a "immobile" à un truc qui "bouge", comme 2x.


    y' = a \times y
 \\ 
 \\ \neq y' = 2x \times y

Posté par
Priam
re : Equation Différentielle 30-10-12 à 23:08

Pourquoi ne pas procéder simplement de la manière suivante ?
y ' = 2xy
y '/y = 2x
ln y = x² + k
y = Ce .

Posté par
elieso
re : Equation Différentielle 05-11-12 à 18:26

D'accord, sa y'est je viens de comprendre.
Merci beaucoup fred1992, ton aide m'a été bien utile et j'ai enfin compris mon erreur.

Merci encore de ton aide très sympathique.

Par contre Priam, j'ai pas compris le passage de l'avant dernière ligne à la dernière.

Posté par
Priam
re : Equation Différentielle 05-11-12 à 18:37

ln y = x² + k
elny = ex²+k
y = eke
y = Ce .

Posté par
elieso
re : Equation Différentielle 05-11-12 à 18:48

Ah d'accord je comprend mieux
Merci et sa à l'air de marcher aussi.



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