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ExerciceTerminale, chapitre 8 — Équations différentielles · L'équation y′=ay+by'=ay+b

Exercice 13

Calcul

Ramener chacune des équations suivantes à la forme y′=ay+by'=ay+b, puis la résoudre.

a) 3y′=6y+93y'=6y+9

b) y′+2y−8=0y'+2y-8=0

c) 5y′−y=105y'-y=10

d) 2y′=3−y2y'=3-y

e) y′=4(y−2)y'=4(y-2)

f) 2y′+y=62y'+y=6 avec y(0)=1y(0)=1

Corrigé

a) 3y′=6y+9  ⟺  y′=2y+33y'=6y+9 \iff y'=2y+3, d'où −ba=−32-\dfrac{b}{a}=-\dfrac{3}{2} : x↦Ce2x−32\boxed{x\mapsto C\mathrm{e}^{2x}-\frac{3}{2}}

b) y′+2y−8=0  ⟺  y′=−2y+8y'+2y-8=0 \iff y'=-2y+8, d'où −ba=4-\dfrac{b}{a}=4 : x↦Ce−2x+4\boxed{x\mapsto C\mathrm{e}^{-2x}+4}

c) 5y′−y=10  ⟺  y′=0,2 y+25y'-y=10 \iff y'=0{,}2\,y+2, d'où −ba=−20,2=−10-\dfrac{b}{a}=-\dfrac{2}{0{,}2}=-10 : x↦Ce0,2x−10\boxed{x\mapsto C\mathrm{e}^{0,2x}-10}

d) 2y′=3−y  ⟺  y′=−0,5 y+1,52y'=3-y \iff y'=-0{,}5\,y+1{,}5, d'où −ba=3-\dfrac{b}{a}=3 : x↦Ce−0,5x+3\boxed{x\mapsto C\mathrm{e}^{-0,5x}+3}

e) y′=4(y−2)=4y−8y'=4(y-2)=4y-8, d'où −ba=2-\dfrac{b}{a}=2 : x↦Ce4x+2\boxed{x\mapsto C\mathrm{e}^{4x}+2}

f) 2y′+y=6  ⟺  y′=−0,5 y+32y'+y=6 \iff y'=-0{,}5\,y+3, d'où −ba=6-\dfrac{b}{a}=6 et les solutions sont x↦Ce−0,5x+6x\mapsto C\mathrm{e}^{-0,5x}+6. La condition y(0)=1y(0)=1 donne C+6=1C+6=1, soit C=−5C=-5 : f(x)=−5e−0,5x+6\boxed{f(x)=-5\mathrm{e}^{-0,5x}+6}

Dans l'édifice

Thèmes

équation différentielle, équation y' = ay, équation y' = ay + b, condition initiale

Notions

équation différentielle, exponentielle

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