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Terminale › Primitives et équations différentielles › Chercher une solution particulière d'une forme imposée

Chercher une solution particulière d'une forme imposée : méthode (Terminale spé)

Méthode

Chercher une solution particulière d'une forme imposée

  1. Écrire la forme proposée avec des coefficients inconnus, par exemple $p(x)=mx+q$.
  2. Calculer $p'(x)$ et remplacer dans l'équation.
  3. Identifier les coefficients des deux membres (un polynôme est nul pour tout $x$ si et only si tous ses coefficients sont nuls) et résoudre le système obtenu.
  4. Conclure avec la propriété précédente, puis appliquer la condition initiale à la solution générale (pas à $p$).
Exemple

Exemple avec une fonction affine

Résoudre $(E) : y'=y+x$ sur $\mathbb R$ avec $y(0)=1$, en cherchant d'abord une solution particulière affine.

On pose $p(x)=mx+q$. Alors $p'(x)=m$ et $p(x)+x=(m+1)x+q$. L'égalité $m=(m+1)x+q$ pour tout $x$ impose $m+1=0$ et $q=m$, donc $m=-1$ et $q=-1$ : $p(x)=-x-1$.

Vérification : $p'(x)=-1$ et $p(x)+x=-1$.

Solutions de $(E)$ : $y(x)=Ce^{x}-x-1$, $C\in\mathbb R$.

$y(0)=C-1=1$ donne $C=2$, donc $y(x)=2e^x-x-1$.

Attention

Ordre des étapes

La condition initiale s'applique à la solution générale $Ce^{ax}+p(x)$, jamais à la seule solution de l'équation homogène $Ce^{ax}$. Dans l'exemple précédent, écrire $Ce^0=1$ donnerait $C=1$, ce qui est faux.

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Dans le cours

Primitives et équations différentielles : Chercher une solution particulière d'une forme imposée