📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
Une équation différentielle linéaire du premier ordre est de la forme $(E) : y' + a(x)y = b(x)$.
- Équation homogène associée : $(E_0) : y' + a(x)y = 0$. Les solutions sont $y_h(x) = C \cdot e^{-A(x)}$ où $A(x)$ est une primitive de $a(x)$.
- Solution générale : $y = y_h + y_p$, où $y_p$ est une solution particulière de $(E)$.
- Cas particulier : Si $a$ et $b$ sont des constantes ($y' + ay = b$), la solution générale est $y(x) = C e^{-ax} + \frac{b}{a}$ (si $a \neq 0$).
Méthodes à maîtriser
- Recherche de solution particulière : Si $b(x)$ est un polynôme, on cherche $y_p$ sous forme d'un polynôme de même degré. Si $b(x) = k e^{\lambda x}$, on cherche $y_p$ sous la forme $A e^{\lambda x}$.
- Variation de la constante : Si on ne trouve pas de solution particulière évidente, on pose $y_p(x) = C(x) e^{-A(x)}$ et on remplace dans $(E)$ pour trouver $C'(x)$.
Exemples corrigés
Exemple : $y' + 2y = 4$.
- Homogène : $y' + 2y = 0 \implies y_h = C e^{-2x}$.
- Solution particulière : $y_p = \frac{4}{2} = 2$.
- Solution générale : $y(x) = C e^{-2x} + 2$.
Erreurs fréquentes
- Oublier la constante $C$ dans la solution générale.
- Se tromper de signe dans l'exposant de l'exponentielle ($e^{-A(x)}$).
- Ne pas vérifier la solution particulière en la réinjectant dans l'équation initiale.