Savoir résoudre une équation différentielle de la forme y′=ayy'=ay - Exercice 2

8 min
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Question 1

On considère l’équation différentielle (E):y′=9y\left(E\right) :y'=9y où yy est une fonction de la variable xx, définie et dérivable sur R\mathbb{R} et y′y' la fonction dérivée de yy.
Résoudre (E)\left(E\right) .

Correction

Soit l’équation différentielle y′=ayy'=ay où aa est un réel avec a≠0a\ne 0, et où yy est une fonction de la variable xx définie et dérivable sur R\mathbb{R}.
  • Les solutions de cette équation sont les fonctions de la forme : f(x)=keaxf\left(x\right)=ke^{ax} où kk est une constante réelle.
  • On identifie ici que : a=9a=9 .
    Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke9xf\left(x\right)=ke^{9x} où kk est une constante réelle.
    Finalement :
    f(x)=ke9xf\left(x\right)=ke^{9x}
    où kk est une constante réelle.
    Question 2

    On considère l’équation différentielle (E):27y′+3y=0\left(E\right) :\frac{2}{7}y'+3y=0 où yy est une fonction de la variable xx, définie et dérivable sur R\mathbb{R} et y′y' la fonction dérivée de yy.
    Résoudre (E)\left(E\right) .

    Correction
    Soit l’équation différentielle y′=ayy'=ay où aa est un réel avec a≠0a\ne 0, et où yy est une fonction de la variable xx définie et dérivable sur R\mathbb{R}.
  • Les solutions de cette équation sont les fonctions de la forme : f(x)=keaxf\left(x\right)=ke^{ax} où kk est une constante réelle.
  • Nous allons transformer l'écriture afin de revenir à une forme y′=ayy'=ay. Ainsi:
    27y′+3y=0\frac{2}{7}y'+3y=0 équivaut successivement à :
    27y′=−3y\frac{2}{7} y'=-3y
    y′=−3y(27)y'=\frac{-3y}{\left(\frac{2}{7} \right)}
    y′=(−3y)×(72)y'=\left(-3y\right)\times \left(\frac{7}{2} \right)
    y′=−212yy'=-\frac{21}{2} y
    On identifie ici que : a=−212a=-\frac{21}{2} .
    Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke−212xf\left(x\right)=ke^{-\frac{21}{2}x} où kk est une constante réelle.
    Finalement :
    f(x)=ke−212xf\left(x\right)=ke^{-\frac{21}{2}x}
    où kk est une constante réelle.
    Question 3

    On considère l’équation différentielle (E):y′=−11y\left(E\right) :y'=-11y où yy est une fonction de la variable xx, définie et dérivable sur R\mathbb{R} et y′y' la fonction dérivée de yy.
    Résoudre (E)\left(E\right) .

    Correction
    Soit l’équation différentielle y′=ayy'=ay où aa est un réel avec a≠0a\ne 0, et où yy est une fonction de la variable xx définie et dérivable sur R\mathbb{R}.
  • Les solutions de cette équation sont les fonctions de la forme : f(x)=keaxf\left(x\right)=ke^{ax} où kk est une constante réelle.
  • On identifie ici que : a=−11a=-11 .
    Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke−11xf\left(x\right)=ke^{-11x} où kk est une constante réelle.
    Finalement :
    f(x)=ke−11xf\left(x\right)=ke^{-11x}
    où kk est une constante réelle.
    Question 4

    On considère l’équation différentielle (E):y′=−8y\left(E\right) :y'=-8y où yy est une fonction de la variable xx, définie et dérivable sur R\mathbb{R} et y′y' la fonction dérivée de yy.
    Résoudre (E)\left(E\right) .

    Correction
    Soit l’équation différentielle y′=ayy'=ay où aa est un réel avec a≠0a\ne 0, et où yy est une fonction de la variable xx définie et dérivable sur R\mathbb{R}.
  • Les solutions de cette équation sont les fonctions de la forme : f(x)=keaxf\left(x\right)=ke^{ax} où kk est une constante réelle.
  • On identifie ici que : a=−8a=-8 .
    Il en résulte que les solutions de l'équation sont alors : f(x)=ke−8xf\left(x\right)=ke^{-8x} où kk est une constante réelle.
    Finalement :
    f(x)=ke−8xf\left(x\right)=ke^{-8x}
    où kk est une constante réelle.

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