📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Définition : Une équation différentielle est une équation dont l'inconnue est une fonction $y$ dérivable, faisant intervenir ses dérivées.
- Équation $y' = ay + b$ : Les solutions sont de la forme $y(x) = C e^{ax} - \frac{b}{a}$ (si $a \neq 0$).
- Équation $y'' + ay' + by = 0$ : On utilise l'équation caractéristique $r^2 + ar + b = 0$.
- Si $\Delta > 0$ : $y(x) = \alpha e^{r_1 x} + \beta e^{r_2 x}$.
- Si $\Delta = 0$ : $y(x) = (\alpha x + \beta) e^{rx}$.
- Si $\Delta < 0$ : $y(x) = e^{px}(\alpha \cos(qx) + \beta \sin(qx))$ avec $r = p \pm iq$.
Méthodes à maîtriser
- Identifier l'ordre de l'équation et ses coefficients.
- Savoir résoudre l'équation caractéristique pour le second ordre.
- Déterminer la constante $C$ (ou $\alpha, \beta$) à l'aide des conditions initiales $y(x_0) = y_0$.
Exemples corrigés
- Résoudre $y' - 3y = 0$ : La solution est $y(x) = C e^{3x}$.
- Résoudre $y'' + y = 0$ : Équation caractéristique $r^2 + 1 = 0 \implies r = \pm i$. Solution : $y(x) = \alpha \cos(x) + \beta \sin(x)$.
Erreurs fréquentes
- Oublier la constante $C$ dans la solution générale.
- Se tromper de signe dans l'équation caractéristique.
- Confondre la solution de $y' = ay$ avec celle de $y' = ay + b$.