Équations différentielles
©Laurent Garcin MPSI Lycée Jean-Baptiste Corot
Exercice 36.
On souhaite résoudre l’équation
(E) : x2y00 +3xy0+y=1
x2
sur l’intervalle I= ]0, +∞[.
1. Soient y:I→Rdeux fois dérivable et Y:R→Rdéfinie par Y(t) = y(et).
a. Calculer les dérivées y, y0et y00 en fonction de Y, Y 0et Y00 .
b. En déduire que yest solution de (E)si et seulement si Yest solution
d’une équation différentielle linéaire du deuxième ordre à coefficients
constants (E0)que l’on précisera.
2. Résoudre (E0)sur R.
3. En déduire les solutions de (E)sur I.
4. Montrer qu’il existe une unique solution yde (E)sur Itelle que y(1) =
y0(1) = 0.
Exercice 37.
Résoudre l’équation
y2+x2−2yy0=0
en effectuant le changement de fonction z=y2.
Exercice 38.
Résoudre l’équation
y0=ex+y
en posant z=e−y.
Exercice 39.
Soit (E)l’équation (x2+1)y00 −2y =0.
1. Etablir qu’une éventuelle solution polynomiale et non nulle de (E)est né-
cessairement de degré deux.
2. Trouver une solution polynomiale et non nulle pde (E).
3. Justifier qu’une fonction ydeux fois dérivable de Rdans Rpeut s’écrire
sous la forme y=p×zoù zest une fonction deux fois dérivable de Rdans
R.
4. Montrer qu’une fonction y:R−→Rdeux fois dérivable est solution de (E)
si et seulement si la fonction Z=z0(où zest définie comme à la question
précédente) est solution d’une équation différentielle linéaire d’ordre un
(E0)à préciser.
5. Résoudre (E).
Exercice 40.
Soient I=]1, +∞[et (E)l’équation
(E):−t2y0+ty =y2.
1. Soit yune fonction ne s’annulant pas sur I. Prouver que yest solution de
(E)si et seulement si z=1
yest solution sur Id’une équation différentielle
(E0)linéaire d’ordre un.
2. Résoudre (E0)sur I.
3. En déduire les solutions de (E)ne s’annulant pas sur l’intervalle I.
Exercice 41.
On s’intéresse à l’équation différentielle
(E) : x2y00 −xy0−3y =x4
1. a. Montrer que fest une solution de (E)sur R∗
+si et seulement si g:
t7→f(et)est solution sur Rd’une équation différentielle à coefficients
constants à déterminer.
b. En déduire les solutions de (E)sur R∗
+.
2. a. Montrer que fest une solution de (E)sur R∗
−si et seulement si g:t7→
f(−et)est solution sur Rd’une équation différentielle à coefficients
constants à déterminer.
b. En déduire les solutions de (E)sur R∗
−.
3. Déterminer les solutions de (E)sur R.
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