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Bonjour,

Je ne comprend pas cet exercice.

Voici l’énoncé :

Un problème géométrique : « Existe-t-il une fonction non nulle telle que, en tout point de sa courbe représentative , la pente de la tangente soit égale au carré de l’ordonnée de ce
point ? ».
1) Montrer que, si existe, alors est solution de l’équation différentielle y′ = y² (1).
2) Soit I un intervalle où ne s’annule pas. Alors l’équation (1) équivaut à : y′/y^2= 1.
Ainsi pour résoudre cette équation, il faut trouver une primitive du membre de gauche et une primitive du membre de droite.
De quelle fonction y′/y^2 est-elle la dérivée sur ? En déduire que l’équation (1) équivaut sur
I à : = −1/x+C, où est un réel. Préciser l’intervalle I.
3) Conclure. Donner la fonction telle que f(0) = 1 et la représenter dans le plan.

Pourriez vous m’aider svp ?

Merci d’avance !


Répondre :

Bonjour,

1)

La première dérivée de la fonction f est : f'(x), Insérez n'importe quelle valeur a pour x dans f' et le résultat sera la pente de la droite tangente de f(x) au point où x = a.

Dans notre cas, la dérivée f(x) est y'  et l'ordonnée de la fonction f(x) est y.

La pente de la tangente soit égale au carré de l’ordonnée de ce

point, ce qui donne l'équation différentielle  y' = y².

Donc il faut chercher toutes les solutions, définies sur un intervalle, qui satisfont cette équation.

2)

y' / y² = 1

L’intégrale de 1 = x + C avec C constante ∈ R

y' / y²  forme (u'v - uv')/v²  = u/v si u=-1 et v=y(x), la dérivé est par rapport à x.

Vérifions :  (-1 / y)' = (0*y - (-1)*y') / y² = y' / y²

L'intégrale  de y' / y² est  ( -1 / y )

-1 / y  = x + C

-1 = yx + yC

-1 = y ( x + C)

y = -1 / ( x + C)

donc la fonction est y = -1/( x + C)  avec I ∈ R / { -C }  --> Pour le domaine voir un modérateur ou je pense R

3) 1 = -1 / ( 0 + C)

   1 = -1 / C

   C= - 1

Pour C=-1 la fonction est f(x) = -1 /  ( x - 1 )  

si x=0 f(0)=1 OK

Cf. représentation graphique              

Sujet intéressant pour introduire les équations différentielles.

Bon courage

Voir l'image RICO13
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