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équation différentielle

Posté par
thalia
22-12-11 à 14:31

Bonjour, voici mon exercie
1. On considère l'équation différentielle (E) : y'= 2y + cos x.
a Déterminer deux réel a et b tels que la fonction fo définie sur R par Fo(x) = acos(x) + b sin(x)
b. résoudre (Eo) : y'= 2y
2. Démontrer que f est solution de (E) ssi f-f0 est soltion de (Eo)
3. En déduire les solutions de l'équation (E)
4. Déterminer la solution f de (E) telle que f(/2)=0

Les trois premières question je n'ai aucun problème mais à partir de la 3 je n'y arrive pas
(E) : y'= 2y+ cos x de la forme y' = ay+b
d'où y = Ce(ax) -b/a
y= Ce(2x)- (cos x)/2

C'est ça ou pas ?

4. f(/2) = Ce() + 1/2

Je comprend pas comment arriver au résultat merci de votre aide

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation différentielle 22-12-11 à 14:43

Bonjour, non tu n'as pas calculé les deux réels a et b pour trouver la solution particulière (ta solution -cos(x) / 2 ne marche pas, elle n'est pas solution).
tu aurais dû trouver y=Cex + (1/5)(sin(x)-2cos(x))

Posté par
thalia
re : équation différentielle 22-12-11 à 14:49

J'ai appris des formules de solution pour des types d'équation différentielle, comme celle-ci de cette forme et comment ça se fait que je ne trouve pas le bon résultat.

Donc pour la question b; du petit 1 pour résoudre (Eo) : y'= 2y
J'ai di que c'était de la forme y'= ay
D'où y= Ce(2x)

C'est bon normalement ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation différentielle 22-12-11 à 14:56

tu as y=acos(x) + b sin(x), calcule y'-2y et identifie le résultat à cos(x) pour trouver a et b
sinon oui, la solution de l'équation homogène y'=2y est bien Ce2x
(j'ai écrit trop vite la solution c'est donc y=Ce2x + (1/5)(sin(x)-2cos(x)) )

Posté par
thalia
re : équation différentielle 22-12-11 à 14:59

D'accord mais je ne vois pas comment y = acos (x) + b sin (x).

Je refais ce que j'ai f

Posté par
thalia
re : équation différentielle 22-12-11 à 15:03

Je refais ce que j'ai fais dans ma question a
y = acos (x) + b sin (x).

y'-2y = -a sin (x) +b cos (x) - 2(acos (x) + b sin (x))

-a sin (x) +b cos (x) - 2acos (x) - 2b sin (x) = cos (x)
(-a -2b) sin (x) + (b-2a) cos (x) = cos x

on obtient un système
-a-2b = 0
b-2a = 1 on multiplie par deux

-a-2b =0
2b-4a =2

-5 a = 2
a= -2/5

on cherche maintenant b
2/5 - 2b=0
-2b = -2/5
b = 1/5

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation différentielle 22-12-11 à 15:09

Et ben voilà

Posté par
thalia
re : équation différentielle 22-12-11 à 15:15

Cela répond a ma question 1, a ( Déterminer deux réel a et b tels que la fonction fo définie sur R fo(x) =a cos (x) + bsin (x). Soit solution de (E) )

Ahh je crois que j'ai compris comme fo est solution de E alors
f'o= 2 fo + cos x
f'o = 2fo est solution de Eo donc
y = Ce (2x) +cos x

Ben non je n'y arrive pas..

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation différentielle 22-12-11 à 15:21

Ben non, la solution de l'équation générale est donc la somme de la solution de l'équation homogène donc Ce2x et de la solution particulière de l'équation avec second membre et tu as trouvé y= (1/5)(sin(x)-2cos(x))
Donc au total : y=Ce2x + (1/5)(sin(x)-2cos(x))

Posté par
thalia
re : équation différentielle 22-12-11 à 15:36

J'aimerai bien faire le calcul pour mieux comprendre mais de mon équation y' = 2y + cos je n'arrive pas à remplacer y ou cos

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation différentielle 22-12-11 à 15:40

Pour répondre à quelle question ? tu l'as déjà fait ça pour trouver a et b. tu en es au 4) maintenant.

Posté par
thalia
re : équation différentielle 22-12-11 à 15:43

Mais la question trois je ne la comprend pas du tout, c'est bien beau d'avoir une réponse mais y=Ce2x + (1/5)(sin(x)-2cos(x)) je vois d'où ça sors..

Posté par
thalia
re : équation différentielle 22-12-11 à 15:53

la dernière question est simple, nous avons juste a remplacer :
y=Ce2x + (1/5)(sin(x)-2cos(x))
f(/2) = Ce (/2 x 2x)+ (1/5)(sin(/2)-2cos(/2))= 0
sin /2 = 1
cos /2 =0
donc
Ce +1/5 =0
Ce =-1/5
C= -1/5e

D'où y= -1/5e e2x + (1/5)(sin(x)-2cos(x))?

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation différentielle 22-12-11 à 15:59

C'est du cours ça, la solution générale d'une équation de type y'- 2y = cos x est la somme de la solution de l'équation y'-2y=0 (dite équation homogène) et d'une solution particulière de l'équation avec second membre.

Démontrons le si tu veux. on va dire que f est solution de y'-2y=0 et g solution particulière de y'- 2y = cos x
Démontrons que f+g est solution de l'équation générale : (f+g)'-2(f+g)=f'-2f + g'-2g mais f'-2f=0 et g'-2g= cos x donc (f+g)'-2(f+g)=cos x et f+g est bien solution.
Réciproquement, si h est la solution générale de l'équation alors h-g est solution de l'équation homogène car (h-g)'-2(h-g)=h'-2h-(g'-2g)=cosx - cosx=0 et donc h-g est de la forme Ce2x et donc h=g+Ce2x

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation différentielle 22-12-11 à 16:02

Ce=-1/5 d'accord mais C=-(1/5)e- et donc
y=-(1/5)e2x-+ (1/5)(sin(x)-2cos(x)) ça n'est pas exactement ce que tu as mis

Posté par
thalia
re : équation différentielle 22-12-11 à 16:13

D'accord Merci beaucoup j'ai tout compris



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