✏️ Exercices — Équations différentielles
Thèmes : notion de solution • résolution de \(y'=ay\) • résolution de \(y'=ay+b\) • condition initiale • modélisation simple.
Objectif : maîtriser les formes usuelles d’équations différentielles du programme de Terminale STI2D.
Exercice 1 — Reconnaître une solution
Tle STI2DMontrer que la fonction \(f(x)=2e^{3x}\) est solution de l’équation différentielle :
\[ y'=3y \]Exercice 2 — Résoudre une équation de type \(y'=ay\)
Tle STI2DRésoudre dans \(\mathbb{R}\) l’équation différentielle :
\[ y'=5y \]Exercice 3 — Résoudre une équation avec coefficient négatif
Tle STI2DRésoudre :
\[ y'=-2y \]Exercice 4 — Condition initiale simple
Tle STI2DRésoudre l’équation différentielle :
\[ y'=4y \]avec la condition initiale :
\[ y(0)=3. \]Exercice 5 — Condition initiale avec valeur en 1
Tle STI2DRésoudre :
\[ y'=2y \]sachant que
\[ y(1)=e^2. \]Exercice 6 — Équation de type \(y'=ay+b\)
Tle STI2DRésoudre :
\[ y'=3y+6. \]Exercice 7 — Autre équation affine
Tle STI2DRésoudre :
\[ y'=-4y+8. \]Exercice 8 — Résolution avec condition initiale
Tle STI2DRésoudre :
\[ y'=2y+4 \]avec
\[ y(0)=1. \]Exercice 9 — Résolution avec condition initiale non nulle
Tle STI2DRésoudre :
\[ y'=-3y+9 \]avec
\[ y(0)=4. \]Exercice 10 — Déterminer une constante
Tle STI2DOn sait que la solution d’une équation différentielle est de la forme :
\[ y(x)=Ce^{5x} \]et que \(y(0)=7\). Déterminer \(C\).
Exercice 11 — Vérification d’une solution affine exponentielle
Tle STI2DVérifier que la fonction
\[ f(x)=4e^{2x}-3 \]est solution de
\[ y'=2y+6. \]Exercice 12 — Retrouver l’équation différentielle
Tle STI2DOn considère la fonction :
\[ f(x)=5e^{-x}+2. \]Déterminer une équation différentielle de la forme \(y'=ay+b\) dont \(f\) est solution.
Exercice 13 — Application à une croissance
Tle STI2DUne grandeur \(y\) vérifie :
\[ y'=0{,}5y \]et \(y(0)=10\). Déterminer \(y(x)\).
Exercice 14 — Application à une décroissance
Tle STI2DUne grandeur \(y\) vérifie :
\[ y'=-0{,}2y \]et \(y(0)=50\). Déterminer \(y(x)\).
Exercice 15 — Valeur particulière d’une solution
Tle STI2DOn considère la solution
\[ y(x)=3e^{2x}-1. \]Calculer \(y(0)\) puis \(y(1)\).
Exercice 16 — Déterminer \(C\) avec une condition en 2
Tle STI2DOn sait que
\[ y(x)=Ce^{-3x}+4 \]et que
\[ y(2)=4+e^{-6}. \]Déterminer \(C\).
Exercice 17 — Résolution guidée
Tle STI2DRésoudre :
\[ y'=6y-12 \]avec
\[ y(0)=0. \]Exercice 18 — Question de méthode
Tle STI2DParmi les expressions suivantes, laquelle est la solution générale de
\[ y'=-5y+15 \]?
- A. \(y(x)=Ce^{-5x}-3\)
- B. \(y(x)=Ce^{-5x}+3\)
- C. \(y(x)=Ce^{5x}+3\)
Exercice 19 — Interprétation
Tle STI2DUne fonction \(y\) vérifie l’équation
\[ y'=-0{,}8y. \]Cette équation traduit-elle une croissance ou une décroissance ? Justifier brièvement.
Exercice 20 — Exercice bilan
Tle STI2DRésoudre l’équation différentielle :
\[ y'=y-3 \]avec la condition initiale :
\[ y(0)=5. \]