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Équation différentielle: trouver a

Posté par
xxyyzz
04-03-15 à 22:13

Salut à tous!

Je suis bloqué au n°2 de mon devoir de math sur les équations différentielles!

Voici l'énoncé:

Lorsque la pénicilline est injectée directement dans le sang, on considère que sa vitesse d'élimination est, à chaque instant, proportionnelle à la quantité de pénicilline présente dans le sang à cet instant. Ainsi, la quantité de pénicilline Q(t), exprimée en milligrammes, présente dans le sang à l'instant t (t≥0,exprimé en heures), est solution de l'équation différentielle Q'(t)=-aQ(t) où a est un réel. A l'instant t=0, on injecteune dose de 5mg de pénicilline.

1. Montrer que, pour tout réel t≥0 : Q(t)=5e-at

Ma réponse:

Q(t)+aQ(t)=0
Q(0) =5

Q(0)=Ke-a0
Q(0)=5

K=5 donc Q(t)=5e-at
et normalement je pense avoir bon sur cette partie.

2.Sachant qu'au bout de 2 heures, la quantité de pénicilline présente dans le sang a diminué de moitié, montrer que a = ln2/2. Donner une valeur arrondie de a au centième.

Après 4 pages de calcul, je ne trouve toujours pas comment faire. J'ai jamais eu affaire à un exercice du genre, trouver a?
Du coup, l'énoncé nous dit que t=2 (2 heures)
Alors j'ai tenté de remplacer t par 2 et d'isoler le a mais au final je trouve a=-ln5 au lieu de ln2/2
Je suis vraiment perdu ici!

3. On admet que la fonction Q décrit de façon satisfaisante la quantité de pénicilline présente dans le sang entre 0 et 6 heures. Déterminer à partir de quel instant, exprimé en heures et minutes et arrondi à la minute, la quantité de pénicilline présente dans le sang sera inférieure à 1mg.

Pour cette partie j'ai pensé à faire ça :

Q(t)=1 (pour 1mg)
Q(t)=5e-at

1=5e-at

1/5=e-at

e-at= 0.2

t= -ln 0.2/a

Le problème c'est qu'il me manque le a trouver à la partie 2!

Pouvez vous m'aider à résoudre ce problème et me montrer comment refaire le calcul pour une prochaine fois svp? Je suis perdu là

Merci

Posté par
didi424242
re : Équation différentielle: trouver a 04-03-15 à 22:20

Bonsoir,

Q(t)=5exp(-at)

au bout de 2 heures, la quantité de pénicilline présente dans le sang a diminué de moitié
<=> Q(t=2h) = Q(t=0)/2

<=> 5exp(-2a)=5exp(0)/2 = 5/2

<=> exp(-2a)= 1/2

<=> -2a = ln (0.5) = - ln (2)

<=> 2a = ln(2)

<=> a = ln(2)/2

Posté par
didi424242
re : Équation différentielle: trouver a 04-03-15 à 22:26

pour le 1) je suis d'accord avec vous.
Juste ne pas oublié d'écrire le "'" sur le 1er Q de l'expression que vous avez écrit :
Q'(t) + aQ(t)=0

pour le 3) il faut résoudre :
Q(t) < 1
5exp(-at) < 1
exp(-at) < 1/5
- at < ln (1/5) = - ln (5)
at > ln 5 (attention on change de signe car on multiplie par -1 qui est négatif)

ensuite : t > ln(5)/a = ln(5)/(ln(2)/2)
donc quand t > ...

Posté par
Pirho
Équation différentielle: trouver a 04-03-15 à 22:35

Bonsoir,

point 2

Q=5e^{-at}

Au bout de 2 heures

2,5 = 5e^{-2a}

e^{-2a}=\dfrac{1}{2}

e^{2a}=2
2a=ln(2)~~~~a=\dfrac{ln(2)}{2}

Posté par
xxyyzz
re : Équation différentielle: trouver a 04-03-15 à 22:39

Merci beaucoup! Ça m'aide vraiment car j'était bloqué et tu m'as bien expliqué! Bonne soirée!

Posté par
xxyyzz
re : Équation différentielle: trouver a 04-03-15 à 22:40

Merci pour vos réponses! Je sais pas si le sujet est à clore du coup ou pas? Bonne soirée



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