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Naoufal2BAC · Sciences Physiques · FR
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MathématiquesÉquations différentiellesRésoudre y′ = ay + b et utiliser une condition initialeThéorème : toutes les solutions de y′ = ay + b
Parties
123
PropriétéCarte 4 sur 140% de la partie

Théorème : toutes les solutions de y′ = ay + b

#premier ordre#solution générale

Construit sur :Construire la formule générale, étape par étape

Propriété

Soit l'équation différentielle (E):y′=ay+b(E) : y' = ay + b(E):y′=ay+b, avec aaa et bbb réels.

Cas général (a≠0a \neq 0a=0). L'ensemble des solutions de (E)(E)(E) est formé des fonctions de la forme :

f(x)=α eax−ba(α∈R)f(x) = \alpha\,e^{ax} - \frac{b}{a} \qquad (\alpha \in \mathbb{R})f(x)=αeax−ab​(α∈R)

Cas particulier 1 (a=0a = 0a=0 et b=0b = 0b=0). L'équation (E)(E)(E) est y′=0y' = 0y′=0 ; les solutions sont les fonctions constantes :

f(x)=c(c∈R)f(x) = c \qquad (c \in \mathbb{R})f(x)=c(c∈R)

Cas particulier 2 (a=0a = 0a=0 et b≠0b \neq 0b=0). L'équation (E)(E)(E) est y′=by' = by′=b ; les solutions sont les fonctions affines :

f(x)=bx+α(α∈R)f(x) = bx + \alpha \qquad (\alpha \in \mathbb{R})f(x)=bx+α(α∈R)

La première décision est toujours de regarder si a=0a=0a=0.

Valeur de aaaForme des solutions
a≠0a\neq0a=0αeax−ba\alpha e^{ax}-\dfrac baαeax−ab​
a=0a=0a=0bx+αbx+\alphabx+α

Lorsque a=b=0a=b=0a=b=0, la deuxième ligne donne bien f(x)=αf(x)=\alphaf(x)=α, une fonction constante.

Carte précédenteConstruire la formule générale, étape par étapeCarte suivanteMéthode d’examen en quatre étapes
Dans cette partieRésoudre y′ = ay + b et utiliser une condition initiale
  1. 1Commencer par y′ = ay : la famille exponentielle
  2. 2Repérer la solution constante de y′ = ay + b
  3. 3Construire la formule générale, étape par étape
  4. 4Théorème : toutes les solutions de y′ = ay + b
  5. 5Méthode d’examen en quatre étapes
  6. 6Quatre exemples pour couvrir tous les cas
  7. 7Vérifier la formule générale
  8. 8Condition initiale : une seule courbe passe par le point donné
  9. 9Méthode : imposer une condition initiale sans sauter d’étape
  10. 10Exemple détaillé : y′ = 4y + 5 et f(−7) = 11
  11. 11Exemple supplémentaire : une condition initiale en x = 0
  12. 12Exercice guidé : y′ = 2y − 6 avec f(0) = 1
  13. 13Erreurs fréquentes au premier ordre
  14. 14Bilan du premier ordre
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