Équation différentielle


  • L

    1)Résoudre $(1+x²)y" + xy' - 4y = 0 en posant x = sh(t)

    2)Déterminer toutes les fonctions sur R telles que : Pour tout x appatenant à R, f'(x) = f(2-x)

    Bonjour/bonsoir selon l'heure à laquelle vous verrez cette publication.
    Je voudrais obtenir de l'aide dans la résolution de ces deux exercices.
    Cela m'aiderai beaucoup


  • N
    Modérateurs

    @linjos Bonsoir,

    Un seul exercice par post, propose le deuxième exercice en proposant un autre sujet.


  • N
    Modérateurs

    @linjos

    On pose x=sh⁡(t)x = \sh(t)x=sh(t).
    dx=ch⁡(t) dtdx = \ch(t) \ dtdx=ch(t) dt

    y′=dydx=1ch⁡(t)dydty' = \dfrac{dy}{dx} = \dfrac{1}{\ch(t)} \dfrac{dy}{dt}y=dxdy=ch(t)1dtdy.

    y′′=ddx(y′)=ddx(1ch⁡(t)dydt)y'' = \dfrac{d}{dx}\left(y'\right) = \dfrac{d}{dx}\left(\dfrac{1}{\ch(t)} \dfrac{dy}{dt}\right)y=dxd(y)=dxd(ch(t)1dtdy).

    y′′=ddx(1ch⁡(t))dydt+1ch⁡(t)ddx(dydt)y'' = \dfrac{d}{dx}\left(\dfrac{1}{\ch(t)}\right) \dfrac{dy}{dt} + \dfrac{1}{\ch(t)} \dfrac{d}{dx}\left(\dfrac{dy}{dt}\right)y=dxd(ch(t)1)dtdy+ch(t)1dxd(dtdy).

    ddx(1ch⁡(t))=−sh⁡(t)ch⁡2(t)dtdx=−sh⁡(t)ch⁡2(t)⋅1ch⁡(t)=−sh⁡(t)ch⁡3(t)\dfrac{d}{dx}\left(\dfrac{1}{\ch(t)}\right) = -\dfrac{\sh(t)}{\ch^2(t)} \dfrac{dt}{dx} = -\dfrac{\sh(t)}{\ch^2(t)} \cdot \dfrac{1}{\ch(t)} = -\dfrac{\sh(t)}{\ch^3(t)}dxd(ch(t)1)=ch2(t)sh(t)dxdt=ch2(t)sh(t)ch(t)1=ch3(t)sh(t).

    Donc :

    y′′=−sh⁡(t)ch⁡3(t)dydt+1ch⁡(t)⋅1ch⁡(t)d2ydt2=−sh⁡(t)ch⁡3(t)dydt+1ch⁡2(t)d2ydt2y'' = -\dfrac{\sh(t)}{\ch^3(t)} \dfrac{dy}{dt} + \dfrac{1}{\ch(t)} \cdot \dfrac{1}{\ch(t)} \dfrac{d^2y}{dt^2} = -\dfrac{\sh(t)}{\ch^3(t)} \dfrac{dy}{dt} + \dfrac{1}{\ch^2(t)} \dfrac{d^2y}{dt^2}y=ch3(t)sh(t)dtdy+ch(t)1ch(t)1dt2d2y=ch3(t)sh(t)dtdy+ch2(t)1dt2d2y.

    On remplace y′y'y et y′′y''y dans l'équation différentielle :
    (1+sh⁡2(t))(−sh⁡(t)ch⁡3(t)dydt+1ch⁡2(t)d2ydt2)+sh⁡(t)(1ch⁡(t)dydt)−4y=0(1+\sh^2(t))\left(-\dfrac{\sh(t)}{\ch^3(t)} \dfrac{dy}{dt} + \dfrac{1}{\ch^2(t)} \dfrac{d^2y}{dt^2}\right) + \sh(t)\left(\dfrac{1}{\ch(t)} \dfrac{dy}{dt}\right) - 4y = 0(1+sh2(t))(ch3(t)sh(t)dtdy+ch2(t)1dt2d2y)+sh(t)(ch(t)1dtdy)4y=0.

    Je te laisse vérifier les calculs et poursuivre.


  • L

    @Noemi merci beaucoup