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Niveau Maths sup
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Equations différentielles

Posté par
Meuhmeuh
24-08-09 à 12:31

Bonjour,
je bloque sur 2 équations différentielles:
1) y'-xy=x*sin(x²)
2)y''+2y'+y=x^3+3exp(2x)+x*exp(-x)
1)Pour la 1), je trouve une solution pour l'équation homogène du type: f(x)=C*exp(x²/2) avec C dans . Mais je bloque pour la solution particulière, j'ai utilisé la méthode de la variation de la constante, et j'en arrive à: C'(x)=x*sin(x²)/(x²/2), mais je n'arrive pas à trouver  une primitive, ou alors j'ai fait une erreur?
2)J'ai trouvé: pour la solution pour l'équation homogène: f(x)=(Ax+B)exp(-x) J'ai décomposé l'équation différentielle:
(E1):y''+2y'+y=x^3  (E2):y''+2y'+y=3exp(2x)    (E3):y''+2y'+y=x*exp(-x)
Je trouve comme solution pour (E1): (Ax+B)exp(-x)+x^3-6x²+18x-6, pour (E2): (Ax+B)exp(-x)+exp(2x). Et pour (E3), je ne trouve pas.
Merci pour votre aide

Posté par
J-R
re : Equations différentielles 24-08-09 à 12:47

bonjour,

cherche une solution de la forme acos(x²)+bsin(x²) (tu auras du a=../5 et b=../5)

Posté par
Meuhmeuh
Re : 24-08-09 à 23:11

bonjour,
c'est la solution générale + la solution particulière qui est de la forme acos(x²)+bsin(x²), ou seulement la solution particulière?

Posté par
Meuhmeuh
Re : 25-08-09 à 13:49

quelqu'un pourrait il m'aider pour ces 2 équations, car je bloque toujours
merci d'avance

Posté par
godefroy_lehardi Posteur d'énigmes
re : Equations différentielles 25-08-09 à 14:17

Bonjour,

C'est bien la solution particulière qui doit être sous la forme donnée par J-R.

Pour la 2), je vais essayer de regarder de plus près.

Posté par
godefroy_lehardi Posteur d'énigmes
re : Equations différentielles 25-08-09 à 15:54

Ca y est, j'ai retrouvé la méthode : pour une équadiff du second ordre ay"+by'+cy = P(x)ex, lorsque est racine double de l'équation caractéristique ax2+bx+c=0, alors il faut chercher une solution particulière sous forme Q(x)ex, avec Q(x) de degré n+2 (avec le degré de P(x) = n)

Je te laisse chercher ?

Posté par
Meuhmeuh
re 26-08-09 à 11:22

salut,
merci pour votre aide
en fait, je galère toujours un peu.
Pour la 2) on a une solution particulière sous forme Q(x)exp(lambda*x) mais avec un degré 4 pour Q(x).On doit donc dériver 2 fois:Q(x)exp(lambda*x), mais ça me parait long comme calcul (un produit de facteur avec un degré 4, à dériver 2 fois), non?
pour la 1), la solution est de la forme (asin(x²)+bcos(x²))exp(x²/2), c'est ça? Et pour trouver a et b, on dérive?
merci

Posté par
godefroy_lehardi Posteur d'énigmes
re : Equations différentielles 26-08-09 à 11:30

Pour la 1), il faut réécrire y'-xy = xsin(x2) en remplaçant y par (asinx²+bcosx²)exp(x²/2), et on trouve un système pour a et b.

Pour la 2), Q est de degré 3 seulement.
C'est vrai que les calculs sont un peu pénibles (mais pas trop).

Mais bon, c'est pas pour rien que tu es en taupe

Posté par
Meuhmeuh
Re : 26-08-09 à 13:19

Alors, pour la 2), je trouve comme solution à y''+2y'+y=x*exp(-x):  (Ax+B)*exp(-x)+(x+2)*exp(-x). Je ne sais pas si c'est correct.
Pour la 1), j'obtiens une dérivée un peu longue de(asinx²+bcosx²)exp(x²/2) :
exp(x²/2)(-2axsin(x²)+2bxcos(x²)+axcos(x²)+bxsin(x²)), mais comme par la méthode de varitation de la constante, j'avais déjà trouvé une primitive de la solution de l'équation différentielle qui était:C'(x)=x*sin(x²)/exp(x²/2), dois je faire une identification entre les 2 ?

Posté par
godefroy_lehardi Posteur d'énigmes
re : Equations différentielles 26-08-09 à 13:48

Pour la 1), il faut identifier l'expression développée de y'-xy avec le second membre xsin(x2)
Attention, il n'y a pas de exp(-x2/2) dans la SP !

Pour la 2), il doit y avoir une erreur car on doit trouver du degré 3 dans la solution particulière (vu qu'il y a déjà du degré 1 dans la solution générale)
J'ai jeté mes brouillons d'hier mais si tu ne trouves pas, j'essayerai de le refaire.

Posté par
Meuhmeuh
Re : 26-08-09 à 16:08

Pour la 2),
ma méthode est peut être pas bonne alors
Voilà ce que j'avais fait:
solution de la forme (ax^3+bx²+cx+d)*exp(-x), après j'ai dérivé deux fois, et j'ai remplacé d

Posté par
godefroy_lehardi Posteur d'énigmes
re : Equations différentielles 26-08-09 à 16:41

En posant y = (ax3+bx2+cx+d)e-x, on arrive à y''+2y'+y = (6ax+2b)e-x = xe-x
d'où a = 1/6 et b = 0
Pour c et d, on prend aussi 0 car ils vont de toute façon disparaitre dans le calcul.
La SP est donc y = (x3/6)e-x

Posté par
Meuhmeuh
Re : 26-08-09 à 17:24

OK, c'est bon
Je te REMERCIE BEAUCOUP pour ton aide, qui m'a été très très précieuse
Merci



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