Equations différentiel 2

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Jean37
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Equations différentiel 2

Message par Jean37 » 30 novembre 2014, 15:31

Bonjour,alors cette fois ci,je te donnerai moins de boulot avec ces exos vu que j'ai mieux compris le cours.
Les voici:

Résoudre les équations différentielles suivantes où y(.)est une fonction deux fois dérivable de la
variable t.
(1) y"−3y'+ 2y = 0 ;
(2) y"+4y'− 5y = 0;
(3)y"− 9y = 0
(4) y"−2y' + y = e^2t
(5) y"−y = t, y'(0) = 5, y''(0) = −1 ;
(6) y"+y'− 6y = e^2t
Réponses:
(1)L'équation r²-3r+2=0 possède deux racines réelles distinctes notées r1 et r2.
Et les solutions sont de la forme y(t)=A^r1t+B^r2t= y(t)=A^2t+B^1t, 4 et 1 été les racines de r²-3r+2=0.
(2)Pareil y(t)=A^1t+B^-5t ou y(t)= A^-5t+B^1t.
(3)c'est de la forme y²− 9=0 =>y=3 ou y=-3,donc y(t)=A^3t+B^-3t.
(4)C'est de la forme:) y²−2y +1 = e^2y donc une solution particulière serait y(0)=0.
Mais la solution général c'est la somme de la particulière +l'homogène,mais c'est quoi l'homogène?
(5) la solution particulière on la trouve comme cela :
y''(0) -y'(0)=t=>-1-5=-6=t ou t=-6.
Puis la solution général donne:
y(t)-6+Ce^-t.
Pour le (6) j'écris rien dans le doute...

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Job
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Re: Equations différentiel 2

Message par Job » 30 novembre 2014, 17:07

Bonjour

D'accord pour les 3 premières.

4) L'équation $r^2-2r+1=0$ admet une racine double : $r=1$
Donc l'équation différentielle : $y"-2y'+y=0$ (c'est l'équation homogène) admet comme solutions les fonctions : $y(t)=(At+B)e^t$
Comme $e^{2t}$ n'est pas solution de l'équation homogène, on cherche une solution particulière sous la forme $y(t)=ke^{2t}$
On a alors $y'(t)=2ke^{2t}$ et $y"(t)=4ke^{2t}$
En remplaçant dans l'équation donnée : $4ke^{2t}-4ke^{2t}+ke^{2t} =e^{2t}$ donne $k=1$
Donc solytions de l'équation donnée : $y(t)=(At+B)e^{!t}+e^{2t}$

5) L'équation caractéristique $r^2-1=0$ admet comme racines 1 et (-1) donc les solutions de l'équation homogène sont les fonctions $y(t)=Ae^t+Be^{-t}$
Le second membre est un polynôme de degré 1, on cherche une solution particulière sous la forme d'un polynôme de degré 1 : $y(t)=at+b$
On a $y'(t)=a$ et $y"(t)=0$.
En remplaçant dans l'équation donnée : $-at-b=t$ donc par identification $a=-1\ ;\ b=0$ donc solution particilière : $y(t)=-t$ (On aurait pu le deviner)
Solutions de l'équation donnée : $y(t)=Ae^t+Be^{-t}-t$
$y'(t)=Ae^t -Be^{-t}-1$ et $y"(t) =Ae^t +Be^{-t}$.
$\left\{\begin{array}{rcl}y'(0)&=&5\\ y"(0)&=&-1\end{array}\right.$ soit $\left\{\begin{array}{rcl}A-B-1&=&5\\A+B&=&-1\end{array}\right.$ donc $A=\frac{5}{2}$ et $B=-\frac{7}{2}$
La solution répondant aux conditions données est le fonction : $y(t)=\frac{5}{2}e^t-\frac{7}{2}e^{-t}-t$

6) L'équation caractéristique $r^2+r-6=0$ admet comme solutions 2 et (-3) donc les solutions de l'équation homogène sont les fonctions $y(t)=Ae^{2t}+Be^{-3t}$
Comme $e^{2t}$ est solution de l'équation homogène on cherche une solution particulière sous la forme $y(t)=kte^{2t}$
$y'(t)=ke^{2t}+2kte^{2t}$ ; $y"(t)=2ke^{2t} +2ke^{2t}+4kte^{2t}=4ke^{2t}+4kte^{2t}$
On remplace dans l'équation donnée : $4ke^{2t}+4kte^{2t}+ke^{2t}+2kte^{2t}-6kte^{2t}=e^{2t}$ soit $5ke^{2t}=e^{2t}$ donc $k=\frac{1}{5}$
Solutions de l'équation donnée les fonctions $y(t)=Ae^{2t}+Be^{-3t}+\frac{1}{5} te^{2t}=(A+\frac{1}{5}t)e^{2t}+Be^{-3t}$

Jean37
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Re: Equations différentiel 2

Message par Jean37 » 30 novembre 2014, 22:00

Désolé de te dérangé,mais tu as dis "(4)" "Comme e^2t "(4)" n'est pas solution de l'équation homogène" cependant je me suis demandé comment tu as su ça,c'est du cours ou tu as vérifier que c'est pas la solution ?
Toujours dans (4) tu as écris" y(t)=(At+B)e^!t+e^2t" mais je pense que le "!" est de trop a moins que j'ai rien compris ^^.

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Re: Equations différentiel 2

Message par Job » 01 décembre 2014, 08:57

Les solutions de l'équation homogène sont de la forme : produit d'un polynôme du premier degré par $e^t$ donc $e^{2t}$ n'est pas de cette forme. (On pourrait aussi vérifier mais c'est inutile)

Quant au point d'exclamation c'est simplement une faute de frappe.

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