Equation différentielle

Introduction :

Soit la fonction f définie sur par f(x) = cos 2x .Cette fonction est dérivable et sa dérivée la fonction f ' est telle que f '(x) = - 2 sin 2x pour réel x

La fonction f ' est elle même dérivable et sa fonction sa dérivée f'' est telle que f ''(x) = - 4 cos 2x pour tout réel x.

on a donc pour tout réel x :
  • f(x) = cos 2x
  • f '(x) = - 2 sin 2x
  • f''(x) = - 4 cos 2x
On peut remarquer que : 4 f(x) + f ''(x) = 0 pour tout réel x.

On dit que l'équation 4 f(x) + f ''(x) = 0 est une équation différentielle , et la fonction f définie sur par f(x) = cos 2x en est la solution ( on dit aussi fonction intégrale ) .

Généralement, on écrit plutôt 4y(x) + y''(x) = 0
et de façon plus simple 4y + y'' = 0

Remarque :
  • Résoudre ( on dit aussi intégrer ) une équation différentielle sur un intervalle I c'est trouver toutes les solutions, sur I de cette équation, c'est à dire toutes les fonctions f qui vérifient l'égalité. L'inconnue de ce type d'équation n'est plus un nombre réel, mais une fonction.
  • La courbe représentative d'une fonction f solution est appelée courbe intégrale.
  • Si une équation différentielle ne fait intervenir que x, y ,y' ( avec y fonction de x et y' sa dérivée ) on dit que l'équation différentielle est du premier ordre.
  • Si une équation différentielle ne fait intervenir que x, y ,y',y'' ( avec y fonction de x et y' sa dérivée , y'' sa dérivée seconde ) on dit que l'équation différentielle est du second ordre.
Type d'équations différentielles