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2-equa_diff

Posté par
leilaserad
15-03-22 à 18:36

Bonjour :
J'ai un dm a faire et il y a cet exercice dedans je n'arrive pas à le faire est-ce que vous pourriez m'aider s'il vous plait?

Exercice 2:
1. On considère la fonction donnée sur [0; 15] par alpha(x) = (12x + 8)e -0,25x
a) Etudier les variations de alpha puis dresser son tableau de variations.
(b) Démontrer que l'équation alpha(x) = 8 admet une solution unique dans l'intervalle ]0; 15] :
et en donner une valeur approchée à 10-2 près.

2. Soit (E) l'équation différentielle y'+1/4 y = 12e-0,25x
(a) Vérifier que la fonction h donnée par h(x) = (12x + 6)e-0,25x est solution de (E) sur [0; +l'infini[
(b) On note f une solution de (E), donnée sur [0; +l'infini[.
Démontrer que f est solution de (E) sur [0; +l'infini[ si et seulement si f - h est solution de l'équation différentielle (E') : y'+1/4y=0
(c) Résoudre (E') On notera g les solutions.
(d) En déduire les solutions f de (E).

3. On note f(t) la valeur, en degrés Celcius, de la température d'une réaction chimique à l'instant t,
t étant exprimé en heures. A l'instant t = 0 la température est de 8C. Cette fonction f est solution
de (E). En utilisant les deux premières questions, dire au bout de combien de temps la température
redescend à la valeur initiale ? On donnera le résultat arrondi à la minute

modération> **leilaserad,
La prochaine fois , essaie de choisir un titre plus explicite, lire Q08 [lien]**

Posté par
philgr22
re : 2 ex 15-03-22 à 18:41

Bonsoir;
Et bien qu'as tu fait?

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 16-03-22 à 19:09

Bonsoir:
Désoler de vous répondre que maintenant j'ai beaucoup de devoirs ducout la question 1a) j'ai mis ça :
alpha(x) = (12x+8)e-0,25x    du type u*v donc= u'v+uv'
u=12x+8 v=e-0,25x c'est eu=u'eu
u'=12         v'=0,25e-0,25x

alpha(x)= 12*e-0,25x+(12x+8) * 0,25e-0,25x

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 16-03-22 à 19:10

et après je n'arrive pas à continuer

Posté par
fenamat84
re : 2-equa_diff 17-03-22 à 13:14

Bonjour,

Tu peux terminer ton calcul en mettant e-0.25x en facteur.

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 18-03-22 à 16:16

1a)d'accord donc ca donne e-0,25x (12x+20)
e-0,25x>0   ensuite 12x+20 équivaut à x=5/3

LE TABLEAU

x                                       0                                                 5/3                                         15
e-0,25x                           +                                          +
12x+20                                                  -                                             +
e-0,25x (12x+20)       -                                           +
f(x)                       8  flèche vers le bas      25,2              flèche vers le  180,1
                                                                                                                   haut

alpha ( 0) =8
alpha (5/3)= environ 25,2
alpha ( 15)= environ 180,1

C'est juste ?

Posté par
fenamat84
re : 2-equa_diff 18-03-22 à 17:10

Je viens d'ailleurs de remarquer une coquille à ton message de 19h09 :

leilaserad @ 16-03-2022 à 19:09

Bonsoir:
Désoler de vous répondre que maintenant j'ai beaucoup de devoirs ducout la question 1a) j'ai mis ça :
alpha(x) = (12x+8)e-0,25x    du type u*v donc= u'v+uv'
u=12x+8 v=e-0,25x c'est eu=u'eu
u'=12         v'=0,25e-0,25x

alpha(x)= 12*e-0,25x+(12x+8) * 0,25e-0,25x


Tu as une erreur sur la dérivée de v... il manque un signe "-" ...

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 18-03-22 à 17:29

C'est ça  1a)  :
alpha(x) = (12x+8)e-0,25x    du type u*v donc= u'v+uv'
u=12x+8 v=e-0,25x c'est eu=u'eu
u'=12         v'= -0,25e-0,25x

alpha(x)= 12*e-0,25x+(12x+8) * -0,25e-0,25x

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 18-03-22 à 17:37

ca va ensuite donner donne e-0,25x (12x+19,75)
e-0,25x>0   ensuite 12x+19,75 équivaut à x environ -1,6

c'est juste jusqu'ici ou pas ?

Posté par
fenamat84
re : 2-equa_diff 18-03-22 à 18:50

Ta dérivée n'est pas correcte...
Détaille tes calculs.

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 18-03-22 à 20:33

vous pouvez me le corriger s'il vous plait je ne vois vraiment pas l'erreur

Posté par
fenamat84
re : 2-equa_diff 18-03-22 à 21:08

alpha(x)= 12*e-0,25x+(12x+8) * -0,25e-0,25x
= e-0,25x [12 + (12x+8)*(-0.25)}
= ...
tu simplifies le calcul entre les crochets

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 10:03

donc ca fait e-0,25x ( -3x+10)
e-0,25x>0 et -3x+10 équivaut à x= 10/3


LE TABLEAU

x                                       0                                            10/3                                         15
e-0,25x                           +                                          +
-3x+10                                                  +                                              -
e-0,25x (-3x+10)       +                                       -  
f(x)                         10           flèche vers le haut      0      flèche vers le  environ   -0,8 pour 15
                                                                                                                   bas

alpha ( 0) =10
alpha (10/3)= 0
alpha ( 15)=

C'est juste ?

Posté par
malou Webmaster
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 10:46

bonjour
tes variations sont Ok
mais recalcule les valeurs de ta fonction aux bornes, je pense que tu as remplacé dans ta dérivée au lieu de ta fonction

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 10:53

alpha ( 0) =8
alpha (10/3)= environ 20,8
alpha ( 15)=environ 4,4
c'est ça ?

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 10:53

et bonjour

Posté par
fenamat84
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 10:54

Citation :
-3x+10 équivaut à x= 10/3


Plutôt -3x+10 = 0 équivaut à x = 10/3.
Sinon, oui comme le dit Malou que je salue au passage, les valeurs de alpha(0) et alpha(15) sont à recalculer...

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 10:54

merci d'etre venue

Posté par
malou Webmaster
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 10:55

je te repasse la main bien volontiers fenamat84

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 10:58

Bonjour :
ducout je les ai recalculer

Citation :
alpha ( 0) =8
alpha (10/3)= environ 20,8
alpha ( 15)=environ 4,4
c'est ça ?

Posté par
fenamat84
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 11:02

Citation :
alpha ( 0) =8
alpha (10/3)= environ 20,8
alpha ( 15)=environ 4,4
c'est ça ?


C'est juste.
Normalement, il est préférable de garder les valeurs exactes et non rapprochées :
alpha(10/3) = 48e-5/6 20.8
et alpha(15) = 188e-15/4 4.4

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 11:06

d'accord merci
ducout la question 1a) est terminée on peut passer à la b est ce que vous pouvez m'indiquez les étapes pour répondre à cette question s'il vous plait

Posté par
fenamat84
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 11:54

Pour la question 1b) tu as un théorème bien connu à appliquer, lequel ?

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 12:10

c'est le théorème des valeurs intermédiaires je sais faire pour x=0 mais pas pour x=8

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 12:58

J'ai trouver ça :
On applique le théorème des valeurs intermédiaires:
On sait que f est dérivable sur 0,15 donc continue sur R en particulier sur 0,10/3
D'après le tableau de variation, f est strictement croissante sur 0,10/3 et à valeurs dans 8,20,8
Or  8 8,20,8 .
Donc d'après le TVI il existe une unique solution alpha   0,10/3 telle que f(alpha)=8 donc l'équation f(alpha)= 8 admet une unique solution alpha sur 0,15

la valeur de alpha à 10-2 près :
la valeur de alpha est 0 je ne suis pas sur je n'arrive pas à trouver avec ma calculatrice

Posté par
fenamat84
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 12:59

Que te dit ce fameux théorème des valeurs intermédiaires ?

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 13:00

leilaserad @ 19-03-2022 à 12:58

J'ai trouver ça :
On applique le théorème des valeurs intermédiaires:
On sait que f est dérivable sur 0,15 donc continue sur R en particulier sur 0,10/3
D'après le tableau de variation, f est strictement croissante sur 0,10/3 et à valeurs dans 8,20,8
Or  8 8,20,8 .
Donc d'après le TVI il existe une unique solution alpha   0,10/3 telle que f(alpha)=8 donc l'équation f(alpha)= 8 admet une unique solution alpha sur 0,15

la valeur de alpha à 10-2 près :
la valeur de alpha est 0 je ne suis pas sur je n'arrive pas à trouver avec ma calculatrice

Posté par
malou Webmaster
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 15:26

oui, lu en diagonale, pour moi c'est ça
il te reste à chercher une valeur approchée à la calculatrice

Posté par
malou Webmaster
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 15:36

attention, la est dans ]0 ; 15]
0 ne peut pas être pris
donc tu dois chercher une autre valeur
tu devrais mettre tes crochets aux intervalles !

fais un tableau de valeurs par exemple, puis une fois que tu le cernes,
tu réduis le pas de ta calculatrice

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 16:09

ducout j'ai trouver pour la valeur de alpha
j'ai fait le tableau en modifiant le pas et j'ai trouver que c'était entre 0 et 0,01 pour y= 8 quand x=0 et pour y = 8,0997 quand x=0,01
c'est ça ?

Posté par
fenamat84
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 16:25

Non, tu ne peux pas prendre alpha = 0 car l'intervalle donné est ]0;15] (0 est exclu)

Comme le dit Malou, tu dois chercher une autre valeur (autre que 0...)
Fais ce que te suggère Malou : un tableau de valeurs.
Commence par un pas de 1, tu remarqueras à un moment donné, que pour une valeur de x]0;15], l'image sera strictement inférieur à 8, puis pour une autre valeur de x, son image deviendra > 8.

Une fois l'intervalle cerné, tu réduiras ton pas à 0,1, puis enfin à 0,01 et tu trouveras la valeur de alpha.

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 16:30

c'est 11,68 pour y = 7,99
et 11,67 pour y=8 c'est ça ?

Posté par
fenamat84
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 16:44

Sinon, pour pouvoir appliquer le théorème des valeurs intermédiaires sur l'intervalle qu'on te donne (ici ]0;15]) , tu dois vérifier 3 points :

1) Que alpha est continue sur cet intervalle. (Là pas de souci)
2) Que alpha est strictement monotone sur cet intervalle :
or, d'après l'étude de fonction, alpha est strictement croissante sur ]0 ; 10/3] et décroissante sur [10/3 ; 15]
3) Que 8 appartienne entre ]f(0) ; f(10/3)] ! Non, car f(0) = 8 est exclu de l'intervalle, par contre 8 appartient bien à l'intervalle [f(15) ; f(10/3)] par stricte décroissance de alpha !!

Ce qui te permet d'appliquer le théorème et conclure.
  

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 16:48

ducout c'est juste ce que j'ai mis normalement  ?

leilaserad @ 19-03-2022 à 16:30

c'est 11,68 pour y = 7,99
et 11,67 pour y=8 c'est ça ?
et est-ce  que  ces valeurs la sont juste ?

Posté par
malou Webmaster
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 16:51

11,67 donne 8,00
11,68 donne bien 7,99
mais on te demande un résultat à 10^-2
donc tu ne peux pas choisir entre 11,67 et 11,68
passe au millième comme pas pour ta table

Posté par
fenamat84
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 16:56

leilaserad @ 19-03-2022 à 16:30

c'est 11,68 pour y = 7,99
et 11,67 pour y=8 c'est ça ?


Je pense que tu as cerné la valeur de alpha, mais la rédaction n'est pas très claire...
D'après ta calculatrice, tu as donc :
alpha(11,67) 8,004 (arrondi à 10-3 près) > 8
et alpha(11,68) 7,991 (arrondi à 10-3 près) < 8

Donc quel valeur de alpha vas-tu prendre ?

Posté par
fenamat84
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 16:59

Oui, il va falloir en effet pousser au millième afin de pouvoir laquelle des 2 valeurs choisir...

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 17:05

alpha = 11,68 ?

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 17:06

ah il faut mettre 8,00 et 7,99 et la c'est arrondi a 10 moins 2 c'est ça ?

Posté par
malou Webmaster
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 17:09

leilaserad @ 19-03-2022 à 17:06

ah il faut mettre 8,00 et 7,99 et la c'est arrondi a 10 moins 2 c'est ça ?


non, c'est le alpha qu'on veut à 10^-2
et pour pouvoir répondre tu dois travailler à 10^-3 dans ta table
début table : 11,67
pas 0,001

vas-y

donne un encadrement de alpha à 10^-3
et tu pourras conclure

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 17:15

alpha est compris entre 11,671 11,672 c'est ça ?

Posté par
fenamat84
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 17:35

Non.
Tu trouves combien pour alpha(11,671) ? alpha(11,672) ?

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 17:37

8,0029 et 8,0016

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 17:53

est ce que c'est 11,675 pour y=7,99  et 11,673 pour y= 8,00

Posté par
malou Webmaster
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 18:03

les valeurs qui sont intéressantes sont 11,674 et 11,673 qui vont t'encadrer 8

et donc pour alpha à 10^-2, tu prendras...

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 18:06

c'est 8 et 8,0002 c'est ça ?
et pour la rédaction ducout on écris sa comment ?

Posté par
malou Webmaster
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 18:11

f(11,673)\approx 8,004 > 8
f(11,674)\approx 7,999 < 8

donc
\alpha \approx 11,67 à 10 ^{-2}

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 18:16

merci passons a la prochaine question j'ai fais ça
2a) y'+1/4y=12e-0,25x
y'= 12e-0,25x-1/4y
Pour tout x de 0;+ l'infini
on a h(x)= (12x+6)e-0,25x du type u*v
h'(x)= e-0,25x ( -3x+10,5) est ce que la dérivé est juste mais enfaite il y a un problème je ne retrouve pas le meme résultat que y' et je crois qu'il faut trouver la meme chose que y' pour pouvoir dire que la fonction h est une solution de E

Posté par
malou Webmaster
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 18:20

leilaserad @ 19-03-2022 à 18:16

merci passons a la prochaine question j'ai fais ça
2a) y'+1/4y=12e-0,25x
y'= 12e-0,25x-1/4y inutile
Pour tout x de 0;+ l'infini
on a h(x)= (12x+6)e-0,25x du type u*v
h'(x)= e-0,25x ( -3x+10,5) est ce que la dérivé est juste mais enfaite il y a un problème je ne retrouve pas le meme résultat que y' et je crois qu'il faut trouver la meme chose que y' pour pouvoir dire que la fonction h est une solution de E


ta dérivée est juste
tu dois tout simplement remplacer y' par h'(x) et y par h(x) dans y'+1/4y
et normalement tu dois trouver le membre de droite de ton équa diff au final

Posté par
leilaserad
re : 2-equa_diff 19-03-22 à 18:26

d'accord donc cava faire :
on a  y'+1/4y=12e-0,25x
e-0,25x (-3x+10,5) +1/4(12x+6)e-0,25x
on simplifie et ca fait 12e-0,25x
question suivante je ne sais pas du tout comment faire c'est la 2b

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