Exercice n°4

Partie

Question

Résoudre l'équation \(y'=-y+x^2\).

Ecrire la solution \(u\) vérifiant \(u(0)=0\).

Solution détaillée

L'équation \(y'=-y+x^2\) est une équation linéaire à coefficient constant avec second membre.

L'équation homogène (ou sans second membre) associée est \(y'=-y\), dont les solutions sont \(y=C\textrm{exp}(-x)\).

Puisque le second membre est un polynôme du second degré, cherchons une solution particulière sous la forme

\(y=ax^2+bx+c\).

On a \(y'=2ax+b\). Pour que \(y\) soit solution de l'équation, on doit avoir

\(2ax+b=-(ax^2+bx+c)+x^2\), d'où \(a=1\), \(b=-2\) et \(c=2\).

La solution générale est donc

\(y=C\textrm{exp}(-x)+x^2-2x+2\).

Pour que \(y(0)=0\), on doit prendre \(C=-2\), et la solution cherchée est

\(v=-2\textrm{exp}(-x)+x^2-2x+2\).