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1. Introduction Une équation différentielle est une équation dont l'inconnue est une fonction. On va apprendre à résoudre les équations différentielles du type suivant. y ' = ay y ' = ay + b y ' = ay + f avec: a et b des réels y une fonction dérivable y' la dérivée de la fonction y f 2. L'équation différentielle y' = ay a. Solution générale de l'équation différentielle y' = ay Les solutions de l'équation différentielle y ' = ay avec, sont les fonctions de la forme suivante. Cours équations différentielles terminale s youtube. x → Ce ax C une constante réelle quelconque e ax la fonction exponentielle a un réel x l'inconnue Démonstration Soit la fonction f définie sur par f ( x) = C e ax, où C est un réel. Alors f ' ( x) = C × a × e ax = a × C × e ax = a f ( x), donc f est bien solution de l'équation différentielle y ' = ay. Réciproquement, soit f une fonction définie et dérivable sur, solution de l'équation On définit la fonction g sur par g ( x) = e – ax f ( x). La fonction g est le produit de deux fonctions dérivables sur, elle est donc elle-même dérivable sur et on a: g ' ( x) = – a e – ax f ( x) + e – ax f ' ( x) Rappel Soient deux fonctions u et v, alors ( uv) ' = u ' v + v ' u.
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Équations différentielles: page 2/2
Maintenant on va montrer qu'il n'y a pas d'autres solutions que celles-ci. Pour cela on va poser une fonction, supposer qu'elle est solution et montrer qu'alors elle est de la forme x → λ e − a x x \rightarrow \lambda e^{-ax}. Soit g g une fonction définie et dérivable sur R \mathbb{R} solution de y ′ + a y = 0 y'+ay=0. Equations différentielles : éclaircissez le mystère - Cours, exercices et vidéos maths. Soit φ \varphi la fonction définie pour tout x ∈ R x \in \mathbb{R} par: φ ( x) = g ( x) e − a x \varphi(x) = \dfrac{g(x)}{e^{-ax}} donc φ ( x) = g ( x) e a x \varphi(x) = g(x)e^{ax} φ ( x) \varphi(x) est dérivable sur R \mathbb{R} comme produit de fonctions qui le sont avec pour tout x ∈ R x \in \mathbb{R}: φ ′ ( x) = g ′ ( x) e a x + a g ( x) e a x \varphi'(x) = g'(x)e^{ax}+ag(x)e^{ax} φ ′ ( x) = e a x ( g ′ ( x) + a g ( x)) \varphi'(x) = e^{ax}(g'(x)+ag(x)) Mais comme g g est solution de y ′ + a y = 0 y'+ay=0 on a g ′ ( x) + a g ′ ( x) = 0 g'(x)+ag'(x)=0 donc φ ′ ( x) = 0 \varphi'(x) = 0. Donc φ \varphi est une fonction constante. On pose alors λ ∈ R \lambda \in \mathbb{R} tel que pour tout x ∈ R x \in \mathbb{R}: φ ( x) = λ \varphi(x)= \lambda.