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Niveau école ingénieur
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équation différentielle y'+y=cosx

Posté par
moi13
01-01-13 à 13:59

Bonjour,

Je dois résoudre une équation différentielle du 1er ordre, qui est la suivante: (E): y'+y=cosx.

J'ai donc commencé par la résolution de l'équation homogène:
  y'+y=o
  y'=-y
  y'/y=-1
  ln[y]=-x+k
  y=eke-x
  y0=k/ex

j'ai continué avec la recherche d'une solution particulière:
  on pose y1=k(x)/ex
  et y1'=(k'(x)ex-k(x)ex)/(e2x)
        =k'(x)/ex-k(x)/ex

Dans (E):
    k'(x)/ex=cosx

Donc k'(x)=cosxex

J'avais par la suite commencé une intégration par parties, malheureusement je tournais en rond.

Pourriez-vous donc me donner quelques indications pour me permettre d'avancer dans mes calculs.
Merci d'avance.

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation différentielle y'+y=cosx 01-01-13 à 14:03

Bonjour, Oui il faut faire une double intégration par partie. tu vas trouver ex(sin x + cos x)/2 comme primitive
Cela dit, tu te serais donné moins de mal en cherchant directement ta solution particulière sous la forme A cosx+B sinx car vu le second membre, on devine que la solution particulière a de bonnes chances d'être de cette forme là.

Posté par
moi13
re : équation différentielle y'+y=cosx 01-01-13 à 14:38

Merci de votre aide.

J'ai tout de même une question à vous poser.
Je pensais que la deuxième méthode ne pouvait s'utiliser que pour les équations du deuxième ordre.

Concernant la double intégration par partie:
J'ai donc k'(x)=cosxex

   On pose: u(x)=cosx    u'(x)=-sinx
            v'(x)=ex    v(x)=ex

   k(x)=cosxex
       =[cosxex]+sinxex
      
   On pose a(x)=sinx     a'(x)=cosx
           b'(x)=ex    b(x)=ex

   k(x)=[cosxex]+[sinxex]-cosxex

   Donc 2cosxex=ex(cosx+sinx)

J'étais en train de vous écrire ma démarche pour chercher où était mon erreur et je l'ai grâce à vous. J'oubliais de passer la primitive à gauche et de les additionner.

Merci.

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation différentielle y'+y=cosx 01-01-13 à 14:43

Oui voilà tu retombes sur ta primitive avec un signe -, tu la passes à gauche et tu divises par 2.

Et donc tu as trouvé les solutions de l'équation générale : y=Ke-x+(cos x + sin x)/2

Posté par
lafol Moderateur
re : équation différentielle y'+y=cosx 02-01-13 à 14:43

Bonjour
ce n'est pas parce que tu es en école d'ingé que tu dois oublier les trucs simples vu en terminale

l'équation y' = ay a pour solution générale y(x) = Ke^{ax}, directement.



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