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equation differentielle du 1er ordre

Posté par
kenzo92
17-03-12 à 20:06

Bonjour a tous,

j'aurai besoin de votre aide car je  bloque a la question 4.

je vous remercie par avance pour votre aide.

Le système de commande de la fonction RESET par vidéo processing sur un modèle de magnétoscope vendu dans le commerce est représenté sur le schéma ci-dessous.
R
E
U C avecE=5V R = 1 kΩ
C = 100 nF
La tension aux bornes du condensateur, notée U sur le schéma, varie en fonction du temps t ; on la note u(t) dans cet exercice.
On se place dans le cas où u(0)= 0 et où, à chaque instant t compris entre 0 et 10-3 s :
RC u'(t)+u(t)=E (1) u' étant la dérivée de la fonction u.
Partie A - Résolution d'une équation différentielle du premier ordre
1) Montrer qu'avec les valeurs numériques de R, C et E, l'équation différentielle (1) s'écrit : 10-4 u '(t) + u(t) = 5 (2).
2) On considère l'équation différentielle « sans second membre » (3) : 10-4 u '(t) + u(t) = 0 (3).
a) Écrire l'équation différentielle (3) sous la forme u'(t) + a u(t) = 0 où a est une constante à déterminer.
b) En déduire la solution générale de l'équation différentielle « sans second membre » (3).
3) Vérifier que la fonction constante f définie sur l'intervalle [0 ;10-3] par f(t)=5 est une solution particulière de l'équation différentielle (2).
4) On admet que la solution générale de l'équation différentielle (2) est la somme de la solution générale de l'équation différentielle « sans second membre » (3) et d'une solution particulière de l'équation différentielle (2).
a) En déduire la solution générale de l'équation différentielle (2).
b) Déterminer la solution particulière de l'équation différentielle (2) qui vérifie la condition
initiale u(0) = 0.

Posté par
kenzo92
re : equation differentielle du 1er ordre 17-03-12 à 20:13

dans le sujet c'est pas 10-4 mais 10-4

Posté par
Labo
re : equation differentielle du 1er ordre 17-03-12 à 21:03

Bonjour,
pour la 4) les réponses aux questions 2 et 3 sont nécessaires.
que trouves-tu?

Posté par
kenzo92
re : equation differentielle du 1er ordre 18-03-12 à 00:30

bonsoir,

désolé je n'étais pas chez moi mais ton aide m'est précieuse.

question 2
a) je trouve u'(t) + 104 = 0 ou a = -104

b) la solution générale est u(t) = Ke-10[sup]4t[/sup]

question 3

on dit que f(t) = 5 dc f'(t) = 0 si je remplace dans l'équation différentielle clé donne 10-4x 0 + 5 = 5
dc 5 = 5 et f(t) est solution de l'equation differentielle (2)

mais je ne comprend pas très bien la question 4)

Posté par
Labo
re : equation differentielle du 1er ordre 18-03-12 à 01:10

Bonsoir,
2a)
10^{-4}t'+ t=0
 \\ t'+10^4t=0
2b)
t=Ce^{-10^4t}
3) f(t) =5  est solution de E  oK
4a)solution générale:
g(t)=Ce^{-10^4t}+5
solution particulière
u(0)=0
 \\ u(0)=Ce^0+5=C+5=0
C=-5
 \\ u(t)=-5e^{-10^4t}+5

Posté par
kenzo92
re : equation differentielle du 1er ordre 18-03-12 à 02:53

ok merci beaucoup pour ta réponse c'est bien ce que je pensais mais je n'étais pas sur
je re post si j'ai des problèmes aux autres questions en espérant que tu pourras m'aider.

Posté par
Labo
re : equation differentielle du 1er ordre 18-03-12 à 10:07

Posté par
kenzo92
re : equation differentielle du 1er ordre 18-03-12 à 15:03

peut tu encore m'aider pour la partie b de l'exercice

je voudrai quelque explication pour la suite je post l'énoncé

Partie B - Étude d'une fonction
Soit u la fonction définie sur l'intervalle [0 ; 10-3] par u(t) = 5(1− e-10[sup]4t[/sup] ) 1) Montrer queu'(t) = 5×104 × e-10[sup]4t[/sup] , où u' est la dérivée de la fonction u.
2) Donner, en le justifiant, le signe de u'(t) sur l'intervalle [0 ; 10-3].
3) En déduire le sens de variation de la fonction u sur l'intervalle [0 ; 10-3].

Posté par
Labo
re : equation differentielle du 1er ordre 18-03-12 à 15:23

u(t)=5-5e^{-10^4t}
rappels
(e^{u})'=u'e^{u}
 \\ e^{u}>0

u'(t)=5.10^4.e^{-10^4t}
 \\  la fonction  u'(t)> 0 
 \\ u(t)  est  croissante  sur  [0;10^{-3}]

Posté par
kenzo92
re : equation differentielle du 1er ordre 18-03-12 à 15:32

peut tu détailler un peu plus pour la dérivée

pour le reste j'ai dit que

5x1040 sans le égal
et que ex est toujours positive sur l'intervalle [0;+]
donc la dérivée u'(t) de la fonction u est positive.

la fonction u(t) est croissante car la dérivée u'(t) est positive

Posté par
kenzo92
re : equation differentielle du 1er ordre 18-03-12 à 15:38

pour la dérivée j'ai fai sa :

u'xv+uxv'

u = 5
v= (1-e-10[sup]4t[/sup]

ce qui donne :

5x(-104e-10[sup]4t[/sup])+ 0 x(1-e-10[sup]4t[/sup]
5 x 104e-10[sup]4t[/sup]

Posté par
Labo
re : equation differentielle du 1er ordre 18-03-12 à 15:39

 u(t)=5-5e^{-10^4t}
u'(t)=0-5\times (-10^4)\times e^{-10^4t}

Posté par
kenzo92
re : equation differentielle du 1er ordre 18-03-12 à 15:44

ok merci pour ta réponse ce ke j'ai écrit pour le reste est bon  ??

Posté par
kenzo92
re : equation differentielle du 1er ordre 18-03-12 à 15:46

et donc ce ke j'aivai fait pour la dérivée était faux ??

Posté par
Labo
re : equation differentielle du 1er ordre 18-03-12 à 15:53

je ne l'avais pas vu...
j'ai préféré développer...
OK pour tes réponses

Posté par
kenzo92
re : equation differentielle du 1er ordre 18-03-12 à 16:01

mm pour la derivée ?

merci a toi pour ton aide je fait des exercice pour m'entrainer dc je continu si j'ai besoin de toi je re

Posté par
kenzo92
re : equation differentielle du 1er ordre 18-03-12 à 16:45

besoin d'aide pour vérifier ma dérivée

on donne u(t) = 9(1-e-t/50) défini sur l'intervalle [0 ; 300]

exprimer u'(t)

je trouve donc : 9-9e-t/50

u'(t) = 0 - 9 x -1/50e-t/50
u'(t) = 9 x 1/50 e-t/50

je voudrai savoir si ma dérivée est bonne

merci d'avance

Posté par
Labo
re : equation differentielle du 1er ordre 18-03-12 à 17:19

u'(t) = 0 - 9 x (-1/50)e-t/50
u'(t) = 9 x 1/50 e-t/50
u'(t) =(9/50) e-t/50
OK

Posté par
kenzo92
re : equation differentielle du 1er ordre 18-03-12 à 17:33

autre problème :

Résoudre par le calcul l'équation u(t) = 7,5. Le résultat sera arrondi à l'unité.

si je regarde sur la calculatrice 7,5 90

sauf que par le calcul je trouve 59,11

je fait sa : 9(1-e-t/50)=7,5

1-e-t/50=7,5/9
-e-t/50=7,5/9 - 1
ln-e-t/50=ln 7,5/9 -1
-t = ln 7,5/9 - 1 x 50

t 59,11

mais le résultat n'est pas bon

peut tu m'expliquer stp

Posté par
Labo
re : equation differentielle du 1er ordre 18-03-12 à 17:44

9(1-e-t/50)=7,5
1-e-t/50=5/6
e-t/50=1-(5/6)=1/6
ln(e-t/50=ln(1/6)=-ln(6)
-t/50=-ln(6)
t=50.ln(6)89,590

tes  erreurs ln\red -e-t/50= attention ln d'un nombre \red négatif.....
ln \red(7,5/9 -1)  oublie des parenthèses  et nombre  \red négatif
et

Posté par
kenzo92
re : equation differentielle du 1er ordre 19-03-12 à 00:35

merci pour ta réponse j'ai compris mon erreur

je continuerai a travailler dans la semaine

je te remercie pour ton aide

Posté par
Labo
re : equation differentielle du 1er ordre 19-03-12 à 08:22



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