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Niveau Maths sup
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Equation différentielle PCSI : f

Posté par
Arten
19-11-12 à 21:33

Bonsoir,
le problème est dans le titre : il s'agit de déterminer les fonctions deux fois dérivables sur telles que

f"(x)+f(-x)=x+cos(x)  (1)

Alors pour ça j'ai posé la fonction u=f(x)+f(-x) et v=f(x)-f(-x)
Puis j'ai calculé u" et v" et en posant X=-x j'ai remplacé (1)par

f"(-x)+f(-x)=-x+cos(x)  (2)

j'ai ensuite fait (1)+(2) -> u"(x)+ u(x)= 2cos(x)
mais cette équation n'a pas de solution alors je me suis dis que mon changement de variable devait comporter une erreur de signe mais même en changeant (2) je ne trouve rien de satisfaisant qui me permettrait de trouver u et v pour enfin trouver f.

Quelqu'un pourrait m'aider s'il vous plaît ?

Posté par
lafol Moderateur
re : Equation différentielle PCSI : f 20-11-12 à 00:04

Bonsoir

Citation :
u"(x)+ u(x)= 2cos(x)
mais cette équation n'a pas de solution


pas de solution ? on m'aurait menti ?
moi qui pensais que toutes les fonctions du type Acos(x) + Bsin(x) + x sin(x) étaient solution ?

Posté par
alainpaul
re : Equation différentielle PCSI : f 20-11-12 à 12:21

Bonjour,


f"(-x)+f(x)=-x+cos(x)  (2),

(1)+(2)= u"(x)+ u(x)= 2cos(x)
avec u(x)=f(x)+f(-x) ,


Alain

Posté par
Arten
re : Equation différentielle PCSI : f 20-11-12 à 16:38

Bonjour,
merci d'avoir répondu si rapidement à ma question.
En fait j'avais trouvé les solutions de l'équation homogène mais je n'arrivais pas à trouver une solution particulière, d'abord en la cherchant sous la forme acos(x)+bsin(x) mais la dérivée seconde s'annulait avec la fonction. Puis j'avais essayé de résoudre u"(x)+u(x)=2exp(ix) pour ensuite prendre la partie réelle de la solution trouvée. Mon problème était que je ne trouvais qu'une condition sur a (a=-i) avec u0 sous la forme (ax+b)exp(ix). En prenant la partie réelle j'avais bien la formule que vous m'avez donnée (xsin(x)). C'est lors de la vérification des solutions trouvées que j'ai dû me tromper dans ce cas.
Concernant v, l'équation v"(x)-v(x)=2x ne m'avait pas posé de problème.
Au final, j'ai donc f =(u+v)/2

Posté par
Arten
re : Equation différentielle PCSI : f 20-11-12 à 16:46

C'est à dire : f(x)=1/2(Aexp(x)+Bexp(-x)-2x+Ccos(x)+Dsin(x)+xsin(x))

Posté par
JJa
re : Equation différentielle PCSI : f 20-11-12 à 17:24

OK, mais si cela te donne une infinité de solutions et non pas une solution unique. Et si tu reportes ta famille de fonctions f(x) dans l'équation intégrale, elle n'est pas satisfaite (sauf si...)



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