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dm maths fonction ; équation différencielle

Posté par
julay
15-11-09 à 11:21

Bonjour,

J'ai un dm et je ne sais pas par où commencer

Voilà l'énoncé :

On se propose de démontrer qu'il existe une unique fonction f vérifiant la condition (C) :

(C) :

f est dérivable sur R
f(-x)f'(x) = 1 pour tout réel x
f(0) = -4

et de trouver cette fonction

1. On suppose qu'il existe une fonction f vérifiant la condition (C) et on considère la fonction g définie sur R par :  g(x) = f(-x)f(x)

a)Démontrer que f ne s'annule pas sur R
b)Calculer la dérivée de la fonction g
c)En déduire que g est une fonction constante et déterminer sa valeur
d)Démontrer que la fonction f est solution de l'équation différentielle (E) : y' = (1/16)y
e)En déduire l'expression de f(x) en fonction de x

2. Conclure

Merci d'avance

Posté par
cailloux Correcteur
re : dm maths fonction ; équation différencielle 15-11-09 à 14:34

Bonjour,

1)a) On fait un raisonnement par l' absurde en supposant qu' il existe x_0 tel que f(x_0)=0

Alors la seconde condition de (C) donne:

0=1

ce qui est absurde.

Donc f ne s' annulle pas sur \mathbb{R}.

1)b) g'(x)=-f'(-x)f(x)+f(-x)f'(x)=-1+1=0

1)c) Donc g est constante et g(0)= f^2(0)=16

et g(x)=g(0)=16

1)d) f(-x)f(x)=16

or f(-x)=\frac{1}{f'(x)} (f' ne s'annulle pas pour les mêmes raisons qu' en 1))

d' où f'(x)=\frac{1}{16}f(x)

1)e) f(x)=ke{\frac{x}{16}}

f(0)=-4 donc k=-4

et f(x)=-4e^{\frac{x}{16}}

Posté par
Julien06
re : dm maths fonction ; équation différencielle 15-11-09 à 16:55

"Donc g est constante et g(0)= f^2(0)=16

et g(x)=g(0)=16"

je comprend pas Oo ???

Posté par
cailloux Correcteur
re : dm maths fonction ; équation différencielle 15-11-09 à 17:02

g'(x)=0 donc g est une fontion constante.

g(x)=k

Pour x=0, k=g(0)

Or g(x)=f(-x)f(x) et pour x=0, g(0)=f^2(0)=(-4)^2=16

Donc pour tout x, g(x)=16



Posté par
julay
dm maths fonction ; équation différencielle 23-11-09 à 13:22

Bonjour,

c'est pour le 1.e, je vois pas trop comment tu trouves e(x/16) dans f(x) = -4e(x/16)

Merci d'avance,

Posté par
cailloux Correcteur
re : dm maths fonction ; équation différencielle 23-11-09 à 13:40

C' est du cours:

Les solutions de l' équation différentielle y'=ay sont les fonctions f définies par:

f(x)=ke^{ax}k est une constante arbitraire.

Ici, a=\frac{1}{16} et la condition initiale f(0)=-4 impose k=-4

Posté par
julay
dm maths fonction ; équation différencielle 25-11-09 à 16:09

En conclusion, qu'est ce que je pourrais mettre?

Posté par
cailloux Correcteur
re : dm maths fonction ; équation différencielle 25-11-09 à 21:46

On a montré que si f vérifie la condition (C), alors f est nécessairement la fonction définie par:

f(x)=-4e^{\frac{x}{16}}

Réciproquement, il faut vérifier que cette fonction vérifie bien la condition (C).

On peut alors conclure que cette fonction est l' unique solution du problème posé.

Posté par
julay
dm maths fonction ; équation différencielle 26-11-09 à 20:40

ça veut dire que je dois vérifiant toutes les conditions de C en remplaçant par le f(x) trouvé?

Posté par
cailloux Correcteur
re : dm maths fonction ; équation différencielle 27-11-09 à 17:30

Ben oui

Posté par
ihab40
équation différencielle 19-03-12 à 20:38

Bonjour,j'ai le même dm à faire par contre je ne comprend pas la réponse 1.a)

Posté par
cailloux Correcteur
re : dm maths fonction ; équation différencielle 20-03-12 à 09:43

Bonjour,

S' il existe x_1 réel tel que f(x_1)=0, en posant x_0=-x_1, on a:

f(-x_0)=0

Mais la seconde condition donne:

f(-x_0).f'(x_0)=1

Ce qui est tout à fait contradictoire.

Posté par
ihab40
dm maths fonction ; équation différencielle 21-03-12 à 15:41

Bonjour, comment tu as fait pour montrer que -f'(-x)f(x)=-1?

Posté par
cailloux Correcteur
re : dm maths fonction ; équation différencielle 21-03-12 à 18:25

Citation :
-f'(-x)f(x)=-1


Ce n' est écrit nulle part

Posté par
ihab40
dm maths fonction ; équation différencielle 21-03-12 à 19:17

g'(x)=-f'(-x)f(x)+f(-x)f'(x)=-1+1=0

Posté par
cailloux Correcteur
re : dm maths fonction ; équation différencielle 21-03-12 à 22:23

Si pour tout x réel f(-x)f'(x)=1, cette dernière relation est aussi vraie pour X=-x

Posté par
ihab40
dm maths fonction ; équation différencielle 22-03-12 à 21:30

Ok, merci!

Posté par
cailloux Correcteur
re : dm maths fonction ; équation différencielle 23-03-12 à 08:52



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