Équation différentielle linéaire du second ordre avec second membre

PCéquations différentiellessecond ordresecond membreproblème de Cauchycomportement asymptotique

Énoncé

Énoncé

On cherche les solutions y:RRy : \mathbb{R} \to \mathbb{R} de l'équation différentielle (E):y3y+2y=etcost.(E) : \quad y'' - 3y' + 2y = e^t \cos t.

  1. Résoudre l'équation homogène associée (H):y3y+2y=0(H) : y'' - 3y' + 2y = 0.
  2. Déterminer une solution particulière de (E)(E) en cherchant sous la forme yp(t)=et(Acost+Bsint)y_p(t) = e^t(A\cos t + B\sin t).
  3. Donner la solution générale de (E)(E).
  4. Résoudre le problème de Cauchy y(0)=0y(0) = 0, y(0)=1y'(0) = 1.
  5. Étudier le comportement asymptotique de cette solution lorsque t+t \to +\infty.

Ouverture : comment résoudre la même équation avec second membre e(1+i)te^{(1+i)t} et exploiter le principe de superposition ?

Indications

  • Équation caractéristique pour (H)(H).
  • La forme proposée pour ypy_p n'est pas une solution de (H)(H), donc pas besoin de multiplier par tt.
  • Identifier les coefficients AA et BB par substitution.
  • Pour Cauchy, résoudre un système 2×22 \times 2.

Correctif

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