🔍

Colles de mathématiques

Équation différentielle - 2nd ordre, coefficients constants


Sujet


Résoudre l'équation différentielle: y'' − 2y' + y = x

Corrigé de l'exercice de maths: Équations différentielles

Correction


C'est une équation différentielle du second ordre homogène dont l'équation homogène associée est y'' − 2y' + y = 0 et dont l'équation caractéristique est r2 −2r + 1 = 0 ⇔ (r − 1)2 = 0 et donc r = 1 est une racine double.
Ainsi, les solutions sont de la forme y = (Ax + B)ex pour toutes constantes réelles A et B.

Comme le second membre est affine, on peut rechercher aussi une solution particulière affine, soit y(x) = ax + b, pour laquelle
y'' − 2y' + y = ax + (−2a + b) = x
et on obtient ainsi une solution particulière en choisissant a = 1 et −2a + b = 0 b = 2
Les solutions de l'équation sont donc les fonctions
x ↦ (Ax + B)ex + x − 2
pour toutes constantes réelles A et B.