Équation d'Euler x²y'' + 3xy' + y = 0 via le changement x = eᵗ

Difficile
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Énoncé

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On considère l'équation différentielle :

Pour une solution de , on pose pour tout .

  1. Montrer que vérifie , et en déduire l'expression de .

  2. Résoudre l'équation différentielle .

Indices

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1 Indice 1
Dérive $z(t)=y(e^t)$ par rapport à $t$ en utilisant la dérivée d'une fonction composée : $z'(t) = e^t y'(e^t)$, puis dérive encore une fois pour $z''(t)$.
2 Indice 2
Remplace $z'$, $z''$ et $z$ dans $z''+2z'+z$, factorise par $e^{2t}$, et compare avec l'équation $(E)$ appliquée en $x=e^t$.
3 Indice 3
Résous l'équation caractéristique $r^2+2r+1=0$ (racine double), puis reviens à $y$ en posant $t=\\ln x$ et $e^{-t}=\\dfrac{1}{x}$.

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La méthode — par où commencer

Dérive par rapport à en utilisant la dérivée d'une fonction composée : , puis dérive encore une fois pour .

Remplace , et dans , factorise par , et compare avec l'équation appliquée en .

La rédaction complète, étape par étape, se trouve juste en dessous.

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