Résoudre l'équation différentielle trouvée à la question précédente. En déduire le "portrait robot" de $y$. Synthèse. Vérifier que, réciproquement, les fonctions trouvées à la fin de l'analyse sont bien toutes les solutions de (E) et conclure. Enoncé Résoudre sur $\mathbb R$ les équations différentielles suivantes: $(1+e^x)y''+2e^x y'+(2e^x+1)y=xe^x$ en posant $z(x)=(1+e^x)y(x)$; $xy''+2(x+1)y'+(x+2)y=0$, en posant $z=xy$. Applications Enoncé L'accroissement de la population $P$ d'un pays est proportionnel à cette population. La population double tous les 50 ans. En combien de temps triple-t-elle? Enoncé La vitesse de dissolution d'un composé chimique dans l'eau est proportionnelle à la quantité restante. On place 20g de ce composé, et on observe que 5min plus tard, il reste 10g. Combien de temps faut-il encore attendre pour qu'il reste seulement 1g? Enoncé Soit $f:\mathbb R\to\mathbb R$ dérivable telle que $f'$ ne s'annule pas. Soit $M$ un point de la courbe représentative $C_f$ de $f$ dans le repère orthonormé $(O, \vec i, \vec j)$.
Démontrer que si cette condition est remplie, ce prolongement, toujours noté $f$, est alors dérivable en $0$ et que $f'$ est continue en 0. On considère l'équation différentielle $$x^2y'-y=0. $$ Résoudre cette équation sur les intervalles $]0, +\infty[$ et $]-\infty, 0[$. Résoudre l'équation précédente sur $\mathbb R$. Déterminer les fonctions $f:\mathbb R\to\mathbb R$ dérivables et telles que $$\forall x\in\mathbb R, \ f'(x)+f(x)=f(0)+f(1). $$ $$\forall x\in\mathbb R, \ f'(x)+f(x)=\int_0^1 f(t)dt. $$ $y''-2y'+y=x$, $y(0)=y'(0)=0$; $y''+9y=x+1$, $y(0)=0$; $y''-2y'+y=\sin^2 x$; $y''-4y'+3y=(2x+1)e^{-x}$; $y''-4y'+3y=(2x+1)e^x$; $y''-2y'+y=(x^2+1)e^x+e^{3x}$; $y''-4y'+3y=x^2e^x+xe^{2x}\cos x$; $y''-2y'+5y=-4e^{-x}\cos(x)+7e^{-x}\sin x-4e^x\sin(2x)$; Enoncé Déterminer une équation différentielle vérifiée par la famille de fonctions $$y(x)=C_1e^{2x}+C_2e^{-x}, \ C_1, C_2\in\mathbb R. $$ Enoncé Pour les équations différentielles suivantes, déterminer l'unique fonction solution: $y''+2y'+4y=xe^x$, avec $y(0)=1$ et $y(1)=0$.
Résolution d'équations linéaires Enoncé Résoudre les équations différentielles suivantes: $7y'+2y=2x^3-5x^2+4x-1$; $y'+2y=x^2-2x+3$; $y'+y=xe^{-x}$; $y'-2y=\cos(x)+2\sin(x)$; $y'+y=\frac{1}{1+e^x}$ sur $\mathbb R$; $(1+x)y'+y=1+\ln(1+x)$ sur $]-1, +\infty[$; $y'-\frac yx=x^2$ sur $]0, +\infty[$; $y'-2xy=-(2x-1)e^x$ sur $\mathbb R$; $y'-\frac{2}ty=t^2$ sur $]0, +\infty[$; $y'+\tan(t)y=\sin(2t)$, $y(0)=1$ sur $]-\pi/2, \pi/2[$; $(x+1)y'+xy=x^2-x+1$, $y(1)=1$ sur $]-1, +\infty[$ (on pourra rechercher une solution particulière sous la forme d'un polynôme). Enoncé Donner une équation différentielle dont les solutions sont les fonctions de la forme $$x\mapsto \frac{C+x}{1+x^2}, \ C\in\mathbb R. $$ Enoncé Soient $C, D\in\mathbb R$. On considère la fonction $f$ définie sur $\mathbb R^*$ par $$f(x)=\begin{cases} C\exp\left(\frac{-1}x\right)&\textrm{ si}x>0\\ D\exp\left(\frac{-1}x\right)&\textrm{ si}x<0. \end{cases} $$ Donner une condition nécessaire et suffisante portant sur $C$ et $D$ pour que $f$ se prolonge par continuité en $0$.
Pour chaque question, on cherchera le domaine de dérivabilité et la dérivée. Résoudre sur l'équation en posant Correction: 👍 Il est important de ne pas oublier de démontrer que est deux fois dérivable. 👍 On dérive en fonction de et non en fonction de pour remplacer dans l'équation différentielle. Si est deux fois dérivable sur par produit de deux fonction 2 fois dérivable sur, l'est aussi. On écrit ce qui permet de dériver plus facilement en fonction de. Pour tout, 👍 On remplace dans l'équation, en regroupant directement les termes en, ceux en et le seul terme en. est solution sur ssi, ⚠️ à ne pas oublier de donner les solutions. L'ensemble des solutions sur est l'ensemble des fonctions Résoudre l'équation sur en posant Si est deux fois dérivable sur, l'est aussi. Recherche de la nouvelle équation différentielle Si,. On remplace dans l'équation différentielle en regroupant dès le début les termes en et: est solution sur ssi pour tout Détermination de La solution générale de est où. La fonction est solution particulière de La solution générale de est ⚠️ à donner les solutions.
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