Équations différentielles : solutions et équilibres

À propos de cette leçon

Terminale, mathématiques complémentaires › Primitives et équations différentielles

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Équations différentielles : solutions et équilibres

Primitives et équations différentielles. primitive, équation différentielle, y' = ay + b

Échauffement

Trois questions rapides sur des leçons déjà vues.

Découvrir

Une équation différentielle relie une fonction et ses dérivées. La fonction y=e2xy = \mathrm{e}^{2x} est-elle solution de y′=2yy' = 2y ?

  1. Oui
  2. Non

L'idée clé

Une solution est une fonction, pas un nombre.

Une équation différentielle relie yy, ses dérivées et la variable. Une fonction est solution si, une fois remplacée, les deux membres sont égaux pour tout xx. Une solution constante y=cy = c vérifie y′=0y' = 0.

Exemple corrigé

Trouve la solution constante de y′=3(y−5)y' = 3(y - 5), et vérifie que y=5+2e3ty = 5 + 2\mathrm{e}^{3t} est solution.

3(y−5)=03(y - 5) = 0, donc y=5y = 5
Solution constante : y' = 0.
y′=6e3ty' = 6\mathrm{e}^{3t}
On dérive la fonction proposée.
C'est bien une solution.
Second membre : 3 × 2e³ᵗ = 6e³ᵗ. Ils sont égaux.

À toi, guidé

À toi : la solution constante de y′=2(4−y)y' = 2(4 - y).

y=4y = 4
On pose 2(4 − y) = 0.

Entraînement ★

  1. Quelle fonction est solution de y′=5yy' = 5y ?
    1. y=3e5xy = 3\mathrm{e}^{ 5x}
    2. y=e3xy = \mathrm{e}^{3x}
    3. y=5xyy = 5xy
    4. y=ex+5y = \mathrm{e}^{x} + 5
  2. Quelle fonction est solution de y′=6yy' = 6y ?
    1. y=3e6xy = 3\mathrm{e}^{ 6x}
    2. y=e3xy = \mathrm{e}^{3x}
    3. y=6xyy = 6xy
    4. y=ex+6y = \mathrm{e}^{x} + 6
  1. y′=5(y−3)y' = 5(y - 3). Trouve la solution constante y=cy = c.
  2. y′=8(y−2)y' = 8(y - 2). Trouve la solution constante y=cy = c.

Attention !

Entraînement ★★

  1. Pour quelle valeur de k>0k > 0 la fonction y=ekxy = \mathrm{e}^{kx} est-elle solution de y′′−9y=0y'' - 9y = 0 ?
  2. Pour quelle valeur de k>0k > 0 la fonction y=ekxy = \mathrm{e}^{kx} est-elle solution de y′′−36y=0y'' - 36y = 0 ?

Bilan

Trois questions pour vérifier que c'est acquis.

  1. y′=5(y−3)y' = 5(y - 3). Trouve la solution constante y=cy = c.
  2. y′=8(y−2)y' = 8(y - 2). Trouve la solution constante y=cy = c.
  3. y′=8(y−1)y' = 8(y - 1). Trouve la solution constante y=cy = c.

Fiche résumé

Équations différentielles

  • Vérifier une solution : dériver, remplacer, comparer.
  • Solution constante : on résout y′=0y' = 0.

Attention : une solution constante vérifie y′=0y' = 0, pas y=0y = 0.

CC BY-SA 4.0