Leçon 6
L'équation différentielle
Le cours écrit
6.1 La solution constante
Dans cette leçon, et sont des réels, avec . On cherche d'abord une solution constante . Une fonction constante a une dérivée nulle : il faut , c'est-à-dire
6.2 Toutes les solutions
Théorème. Soit un réel non nul et un réel. Les solutions sur de sont les fonctions
Justification. Soit la solution constante : . Pour toute fonction dérivable sur , posons . Alors et . Donc D'après la leçon 5, cela équivaut à , c'est-à-dire .
Retenir la structure : solution de = solutions de + solution particulière constante.
Avec une condition initiale, il y a une seule solution : la condition détermine .
Si , l'équation s'écrit : c'est un calcul de primitive, et ses solutions sont les fonctions .
Exemple 32. Résoudre avec . Solution constante : , donc . Les solutions sont . La condition donne . La solution cherchée est .
Exemple 33 (remettre sous la bonne forme). Résoudre . On divise par : . Solution constante : . Les solutions sont .
6.3 L'allure des solutions
- Si , tend vers en : toutes les solutions tendent vers la constante . C'est une valeur d'équilibre : quelle que soit la valeur de départ, la grandeur s'en approche.
- Si , les solutions autres que la solution constante s'en éloignent et tendent vers ou selon le signe de .
6.4 Un problème : la tarte qui refroidit
Exemple 34. Une tarte sort du four à °C dans une cuisine à °C. On admet que sa température , en degrés Celsius, minutes après la sortie du four, vérifie Plus la tarte est chaude par rapport à la pièce, plus elle refroidit vite. Résolution. En développant, . La solution constante est : c'est la température de la pièce. Donc , et donne : Lecture. est strictement décroissante et tend vers en : la tarte finit à la température de la pièce. Quand peut-on la servir à °C ? minutes.
Exercices 11 et 12
- Exercice 11 : résoudre
- Exercice 12 : charger une batterie
Corrigés
Cherche d'abord les exercices sur ta feuille, puis compare avec le corrigé détaillé.