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Exercice Equation Différentielle DM

Posté par
stelg
25-01-12 à 15:26

Bonjour,

Voilà j'ai un DM de mathématiques à faire pour vendredi mais je n'arrive pas à faire l'exercice demander que voici:


Soit L'équation différentielle (E): y'+y=2(x+1)e^-x

1) Déterminer les réels a et b tels que la fonction g définie sur R par g(x)=(ax²+bx)e^-x soit solution de l'équation (E).

2) Résoudre l'équation différentielle (E'): y'+y=0

3) Montrer que la fonction f est solution de l'équation (E) si et seulement si la fonction f-g est solution de l'équations (E').

4)En déduire toutes les solutions de l'équation (E).

Je ne sais pas trop par quoi ni comment commencer et je n'arrive donc pas à poursuivre la suite de l'exercice.

Merci beaucoup d'avance.
Bonne journée. =)

Posté par
dans23
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 15:31

Salut pour la 1) si g est solution de (E) alors:

g´(x)+g(x)=2(x+1)e-x

il faut que tu dérives g(x) en fonction de a et b puis substituer sur l´expression précédente

tu trouveras les solutions de a et b par identification des termes..

Posté par
Camélia Correcteur
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 15:31

Bonjour

1) Tu dérives g, tu écris que g'+g=2(x+1)e^{-x} et tu identifies a et b.

2) Tu as surement la formule dans ton cours!

3) Tu écris... que f et g sont solutions de (E) et tu fais la différence!

Posté par
stelg
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 15:36

J'ai g'(x)=(2ax+b)e^-x+(ax²+bx)(-e^-x)
C'est juste?
Pour déterminer a et b je n'ai pas compris comment faire...

Posté par
dans23
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 15:42

Oui c´est juste. Tu regroupes:

g´(x)=[-ax2+(2a-b)x +b]e-x

et tu identifies avec: (2x+2)e-x

Posté par
stelg
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 15:44

Pourquoi avec 2x+2e^-x ?

Posté par
dans23
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 15:45

Excuses moi c´est faux ton résultat est celui de g´(x) mais il faut que tu substitues g´(x)+g(x)

ce qui fait après dévellopper et réduire: [2ax+b]e-x=(2x+2)e-x

Posté par
stelg
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 15:46

c'est 2(x+1)e^-x en forme développé non?

Posté par
dans23
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 15:46

2(x+1)e-x=(2x+2)e-x

c´est la partie droite de l´équation de ton ennoncé...

Posté par
stelg
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 15:55

je dois avouer que je suis un peu perdu. :s
Donc déjà j'ai refait ma dérivée de g(x) et j'obtiens exactement le meme résultat. La dérivée est bien de la forme (uv)=u'v+uv'?

Posté par
dans23
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 16:15

ta dérivée est correcte mais il faut substituer sur l´équation (E) don g´(x)+g(x)=2(x+1)e-x

Il y a g(x) à substituer aussi puisque g est solution de (E), regardes l´équation

Posté par
stelg
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 16:25

J'obtiens en substituant:
(2ax+b)e-x+(ax²+bx)(-e-x)+(ax²+bx)e-x=2(x+1)e-x
Je poursuis comment? en mettant e-x en facteur?

Posté par
stelg
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 16:31

En factorisant par e-x j'obtiens: (2ax+b)e-x=2(x+1)e-x
Donc a=1 et b=2. C'est ça?

Posté par
dans23
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 16:32

Oui mais regardes bien: qq chose multipliée par e-x + qq chose multipliée par -e-x

ne s´annulle pas..?

Posté par
stelg
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 16:35

j'ai mis que (ax²+b)(-e-x)=(-ax²-bx)e-x
et donc ax²+bx-ax²-bx=0

Posté par
dans23
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 16:37

exact donc finalement tu arrives à:

(2ax+b)e-x=2(x+1)e-x non?

identifiant les termes.. 2a=2 , b=2..

Posté par
stelg
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 16:42

Donc a=1 et b=2

Posté par
dans23
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 16:46

Donc (x2+2x)e-x est solution de (E)

Posté par
stelg
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 16:49

Pour le 2°) y'+y=0
donc y'=-y on a a=-1 les solution sont de la forme f(x)=Ce-x avec C appartient à R

Posté par
dans23
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 16:53

Correct.

Pour la 3) Commences par supposer que f(x)-g(x) est solution de (E´)

soit: (f-g)´ +(f-g)=0 , tu dérives tu substitues par l´expression de g trouvée au 1) et tu dois arriver

à:  f´(x)+f(x)=2(x+1)e-x donc tu prouveras que f est solution de (E) ssi (f-g) est solution

de (E´)

Posté par
stelg
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 17:14

C'est bon j'ai réussi et compris cette question.
Pour la dernière il faut procéder comment?

Posté par
dans23
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 17:23

Tu as trouvé que les solutions de (E´) sont de la forme:

y(x)=K*e-x (K)

or, f-g est solution de (E´) soit: Ke-x= f(x)-(x2+2x)e-x

d´après 3) si f-g est solution de (E´) alors: f est solution de (E)

donc: f(x)=Ke-x+g(x)=Ke-x+(x2+2x)e-x

Posté par
stelg
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 17:25

Tout simplement? Je cherche toujours à faire trop compliqué

Posté par
stelg
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 17:30

Merci beauocup d'avoir pris le temps de m'expliquer et de m'aider. J'ai compris c'est l'essentiel

Posté par
dans23
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 17:30

Avec la pratique tu verras les choses simplifiéés.

Posté par
stelg
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 17:31

J'imagine, c'est pas si compliqué que ça il faut juste en effet de la pratique pour que le logique s'installe et le mécanisme.

Posté par
stelg
re : Exercice Equation Différentielle DM 25-01-12 à 17:33

J'ai un autre exercice que je ne parviens pas trop à réussir mais c'est sur les complexes, donc si vous avez le tps voici l'adresse https://www.ilemaths.net/sujet-nombres-complexes-dm-472188.html



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