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Niveau 1 — Équations différentielles — 15 min

Second membre exponentiel (solution particulière donnée)

On cherche les solutions de (E)(E) sur R\mathbb{R} ; la solution générale de (E)(E) est la somme de la solution générale de y′=ayy'=ay et d'une solution particulière de (E)(E).

  1. Vérifier que g:x↦e5xg : x\mapsto e^{5x} est solution de (E)(E) : y′=2y+3e5xy'=2y+3e^{5x}.

  2. Résoudre l'équation homogène y′=2yy'=2y.

  3. En déduire l'ensemble des solutions de (E)(E).

  4. Déterminer la solution ff vérifiant f(0)=4f(0)=4.

Niveau 1 — Équations différentielles — 15 min

Corrigé — Second membre exponentiel (solution particulière donnée)

  1. g′(x)=5×(e5x)=5e5xg'(x)=5\times\left(e^{5x}\right)=5e^{5x} et 2 g(x)+3e5x=2e5x+3e5x=5e5x2\,g(x)+3e^{5x}=2e^{5x}+3e^{5x}=5e^{5x} (car 2×1+3=52\times1+3=5). Donc g′=2 g+3e5xg'=2\,g+3e^{5x} : gg est solution.

  2. Les solutions sont x↦Ce2xx\mapsto Ce^{2x}, C∈RC\in\mathbb{R}.

  3. x↦Ce2x+e5xx\mapsto Ce^{2x}+e^{5x}, C∈RC\in\mathbb{R}.

  4. f(0)=C+1=4f(0)=C+1=4 donc C=3C=3 et f(x)=3e2x+e5xf(x)=3e^{2x}+e^{5x}.