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Équations différentielles

🟡 Moyen

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  1. 1

    Détermine la solution de l'équation différentielle y=3y+9y' = -3y + 9 qui vérifie y(0)=5y(0) = 5.

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    Solution constante : 0=3k+90 = -3k + 9, donc k=3k = 3.
    Les solutions sont y(x)=Ce3x+3y(x) = Ce^{-3x} + 3, C réel.
    Condition initiale : y(0)=C+3=5y(0) = C + 3 = 5, donc C=2C = 2.
    La solution cherchée est y(x)=2e3x+3y(x) = 2e^{-3x} + 3.

  2. 2

    Détermine la solution de l'équation différentielle y=yy' = y dont la courbe passe par le point A(1;2)A(1 \,;\, 2).

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    Les solutions de y=yy' = y sont les fonctions y(x)=Cexy(x) = Ce^{x}.
    La courbe passe par A signifie y(1)=2y(1) = 2, soit Ce1=2Ce^{1} = 2.
    Donc C=2eC = \frac{2}{e}, et y(x)=2eex=2ex1y(x) = \frac{2}{e}e^{x} = 2e^{x - 1}.
    Contrôle : y(1)=2e0=2y(1) = 2e^{0} = 2.
    Piège : la condition n'est pas donnée en 0, on ne peut donc pas écrire directement C=2C = 2.

  3. 3

    Résous sur ℝ l'équation différentielle 4y+2y=04y' + 2y = 0.

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  4. 4

    On considère l'équation différentielle 3y=6y+93y' = 6y + 9. Détermine toutes ses solutions, puis celle qui vérifie y(0)=1y(0) = 1.

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  5. 5

    Vérifie que la fonction f définie sur ℝ par f(x)=sin(3x)f(x) = \sin(3x) est solution de l'équation différentielle y+9y=0y'' + 9y = 0.

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  6. 6

    Un échantillon contient au départ 8 000 noyaux radioactifs. Le nombre de noyaux vérifie N=0,1NN' = -0{,}1N, t en années. Détermine N(t)N(t), puis calcule le nombre de noyaux restant au bout de 10 ans, arrondi à l'unité.

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  7. 7

    Détermine la solution de l'équation différentielle y=2yy' = -2y qui vérifie y(1)=3y(1) = 3.

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  8. 8

    Détermine la solution de l'équation différentielle y=0,1y+2y' = -0{,}1y + 2 qui vérifie y(0)=50y(0) = 50, puis sa limite en ++\infty.

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  9. 9

    Une solution f de l'équation différentielle y=ayy' = ay vérifie f(0)=10f(0) = 10 et f(2)=40f(2) = 40. Détermine la valeur exacte du réel a.

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  10. 10

    La tension u (en volts) aux bornes d'un condensateur qui se charge vérifie u=50u+250u' = -50u + 250, t en secondes, avec u(0)=0u(0) = 0. Détermine u(t)u(t), puis calcule u(0,02)u(0{,}02) arrondi au centième de volt.

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