Automate à équation différentielle linéaire d'ordre 1 à coefficients constants.
Cet automate résout par la méthode classique certaines équations différentielles.
Les coefficients de $ y $ et de $ y' $ ne devront pas être nuls. Les coefficients peuvent être des fractions.
La solution
On considère l'équation : $ y'+3y=8 $ sachant que $ y(0) = \frac{2}{3} $
Etape 1 :
On recherche toutes les solutions de l'équation homogène associée.
$ a= 1 $ et $ b= 3 $ donc $ F'(t) = \dfrac{b}{a} =3 $
Une primitive est alors $ F(t) = 3 t + 0 $
Toutes les solutions sont les $ y(t) = C e^{-F(t)} = Ce^{-3t} $ où $ C $ est une constante réelle quelconque.
Etape 2 :
On recherche une solution particulière de l'équation complète.
Le second membre est une constante
donc on recherche une solution particulière $ y_p $ sous la forme d'une constante.
Dans ce cas $ y_p(t) = K $ donc $ y_p'(t) = 0 $
L'équation devient : $ 1 \times 0 +3 \times K = 8 $ donc $ K = \frac{8}{3} $
Une solution particulière de l'équation avec second membre est alors $ y_p(t) = \frac{8}{3} $
Etape 3 :
$ y $ est une solution de l'équation équivaut à $ y - y_p $ est une solution de (SSM)
donc toutes les solutions de l'équation complète sont les sommes : $ y(t) = Ce^{-3t} +\frac{8}{3} $
Etape 4 :
Puisque $ y(0) = \frac{2}{3} $ on a : $ \frac{2}{3} = C e^0 +\frac{8}{3} $ donc $ C = -2 $
L'unique solution du problème est alors $ \fbox{ $ y(t) = -2e^{-3 t } +\frac{8}{3} $ } $
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