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amérique du nord juin 2004 exo 4

Posté par spikylove (invité) 26-04-05 à 21:09

Slt tlm, je suis nouvelle sur le forum et je ne sais pas trop comment il marche donc excusait moi à l'avance...
Mon problème principal en maths est que j'ai du mal à comprendre l'énoncé et à savoir se que je dois faire lorsqu'on me pose tel ou telle question. Je vous écris mon énoncé :

on donne un entier naturel n strictement positif, et on considère l'équation différentielle :
            (E_n) :  y'+y= \frac{x^n}{n!} e^-x

1. On fait l'hypothèse que deux fonctions g et h, définies et dérivables sur \mathbb{R}\subs vérifient, pour tout x réel :
            g(x)=h(x)e^-x
a) Montrer que g est solution de (E_n) si, et seulement si, pour tout x réel,
            h'(x)= \frac{x^n}{n!}
b) En déduire la fonction h associée à la solution g de (E_n), sachant que h(0)=0. Quelle est alors la fonction g ?

2. Soit Phi une fonction dérivable sur \mathbb{R}\subs .
a) Montrer que Phi est solution de (En) si, et seulement si, Phi -g est solution de l'équation :
            (F) :    y'+y=0
b) Résoudre (F)
c) Déterminer la solution générale Phi de l'équation (E_n)
d) Déterminer la solution f de l'équation (E_n) vérifiant f(0)=0

Sur ce pb je suis arrivée à la deuxième où je bloque un peu, j'ai regardé un peu le site et j'y ai trouvé qq solutions mais je ne comprend pas que faire à la 2.b) et aux suivantes... Pouvez vous m'aider svp ???

Posté par
Nightmare
re : amérique du nord juin 2004 exo 4 26-04-05 à 21:25

Bonjour

Voici le début :

a) g est solution de (En) si et seulement si :
3$\rm g'+g=\frac{x^{n}}{n!}e^{-x}
Or :
3$\rm g(x)=h(x)e^{-x}
=>
3$\rm g'(x)=h'(x)e^{-x}-h(x)e^{-x}

On en déduit :
3$\rm g'(x)+g(x)=h'(x)e^{-x}-h(x)e^{-x}+h(x)e^{-x}
soit :
3$\rm g'(x)+g(x)=h'(x)e^{-x}

On a alors :
3$\rm g'(x)+g(x)=\frac{x^{n}}{n!}e^{-x}\Longleftrightarrow h'(x)e^{-x}=\frac{x^{n}}{n!}e^{-x}\Longleftrightarrow h'(x)=\frac{x^{n}}{n!}

b) 3$\rm h'(x)=\frac{x^{n}}{n!}\Longrightarrow h(x)=\frac{x^{n+1}}{n(n!)}+Cte

On cherche la constante telle que 3$\rm h(0)=0
ie telle que :
3$\rm \frac{1}{n(n!)}+Cte=0
soit :
3$\rm Cte=-\frac{1}{n(n!)}

Ainsi :
3$\rm h(x)=\frac{x^{n+1}-1}{n(n!)}
et alors :
3$\rm g(x)=\frac{x^{n+1}e^{-x}-e^{-x}}{n(n!)}


Jord

Posté par
Nightmare
re : amérique du nord juin 2004 exo 4 26-04-05 à 21:26

Oups une grosse erreur dans le b)
Je reprends sans celle ci .

b) 3$\rm h'(x)=\frac{x^{n}}{n!}\Longrightarrow h(x)=\frac{x^{n+1}}{n!(n+1)}+Cte

On cherche la constante telle que 3$\rm h(0)=0
ie telle que :
3$\rm \frac{1}{(n+1)!}+Cte=0
soit :
3$\rm Cte=-\frac{1}{(n+1)!}

Ainsi :
3$\rm h(x)=\frac{x^{n+1}-1}{(n+1)!}
et alors :
3$\rm g(x)=\frac{x^{n+1}e^{-x}-e^{-x}}{(n+1)!}


Jord

Posté par
Nightmare
re : amérique du nord juin 2004 exo 4 26-04-05 à 21:27

Pour la suite regardes cette fiche


Jord

Posté par
Fatezero
re : amérique du nord juin 2004 exo 4 18-04-12 à 18:50

Y'a encore une erreur x^n+1 pour x=0 sa fait 0 et non 1 à la question 1b



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