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Niveau Maths sup
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équation différentielle

Posté par (invité) 07-09-03 à 18:33

On considère l'équation différentielle du troisième ordre
(E)  y''' - y = 0
où y est une fonction inconnue de la variable réelle x, trois fois dérivable
de R vers C
1.Déterminer les solutions de la forme:y(x) = exp(Lx) ac L apparteant à C
2. Montrer que y est solutio de (E) ssi la fct° z=y'-y est solution
d'une équation différentielle du deuxième ordre z" + az'
+ bz = 0 que l'on précisera
3. Donner l'expression générale des solutions de (E)
4. Déterminer la solution de (E) telle que y(0) = 1, y'(0)=y"(0)=0

Merci d'avance

Posté par JJ (invité)re : équation différentielle 08-09-03 à 08:23

1)
y''' = (L^3)exp(Lx) = y = exp(Lx)
L=1 ; y = exp(x)
2)
z = y' -y
z' = y'' -y'
z'' = y''' -y''
en ajoutant ces trois égalités :
z+z'+z'' = y'''-y = 0
3)
solutions de z+z'+z'' = 0 :
z = exp(-x/2) ( a.cos(rx) +b.sin(rx) )
a, b constantes et r=(1/2)racine(3)
ensuite on résoud l'équation du premier ordre y' -y =z
Autre méthode :
on revient à la première question : L^3 = 1
trois solutions :
L=1
L=(1+i.r)/2  avec r=racine carrée de 3
L=(1-i.r)/2
donc trois fonctions de base :
exp(x)
exp(x/2).cos(r.x/2)
exp(x/2).sin(r.x/2)
y(x) = a.exp(x) +b.exp(x/2).cos(r.x/2) +c.exp(x/2).sin(r.x/2)
4) calculer y' et y'', faire x=0 ce qui donne (sauf erreur)
:
a+b = 1
a +(b/2) - (b.r/2) =0
a +(b/4) -b.r²/4 +c.r/2 =0
la résolution donne a, b et c.




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