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✏️ 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 STI2D

Montrer 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 STI2D

Résoudre dans \(\mathbb{R}\) l’équation différentielle :

\[ y'=5y \]
Exercice 3 — Résoudre une équation avec coefficient négatif
Tle STI2D

Résoudre :

\[ y'=-2y \]
Exercice 4 — Condition initiale simple
Tle STI2D

Résoudre l’équation différentielle :

\[ y'=4y \]

avec la condition initiale :

\[ y(0)=3. \]
Exercice 5 — Condition initiale avec valeur en 1
Tle STI2D

Résoudre :

\[ y'=2y \]

sachant que

\[ y(1)=e^2. \]
Exercice 6 — Équation de type \(y'=ay+b\)
Tle STI2D

Résoudre :

\[ y'=3y+6. \]
Exercice 7 — Autre équation affine
Tle STI2D

Résoudre :

\[ y'=-4y+8. \]
Exercice 8 — Résolution avec condition initiale
Tle STI2D

Résoudre :

\[ y'=2y+4 \]

avec

\[ y(0)=1. \]
Exercice 9 — Résolution avec condition initiale non nulle
Tle STI2D

Résoudre :

\[ y'=-3y+9 \]

avec

\[ y(0)=4. \]
Exercice 10 — Déterminer une constante
Tle STI2D

On 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 STI2D

Vérifier que la fonction

\[ f(x)=4e^{2x}-3 \]

est solution de

\[ y'=2y+6. \]
Exercice 12 — Retrouver l’équation différentielle
Tle STI2D

On 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 STI2D

Une grandeur \(y\) vérifie :

\[ y'=0{,}5y \]

et \(y(0)=10\). Déterminer \(y(x)\).

Exercice 14 — Application à une décroissance
Tle STI2D

Une grandeur \(y\) vérifie :

\[ y'=-0{,}2y \]

et \(y(0)=50\). Déterminer \(y(x)\).

Exercice 15 — Valeur particulière d’une solution
Tle STI2D

On considère la solution

\[ y(x)=3e^{2x}-1. \]

Calculer \(y(0)\) puis \(y(1)\).

Exercice 16 — Déterminer \(C\) avec une condition en 2
Tle STI2D

On sait que

\[ y(x)=Ce^{-3x}+4 \]

et que

\[ y(2)=4+e^{-6}. \]

Déterminer \(C\).

Exercice 17 — Résolution guidée
Tle STI2D

Résoudre :

\[ y'=6y-12 \]

avec

\[ y(0)=0. \]
Exercice 18 — Question de méthode
Tle STI2D

Parmi 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 STI2D

Une fonction \(y\) vérifie l’équation

\[ y'=-0{,}8y. \]

Cette équation traduit-elle une croissance ou une décroissance ? Justifier brièvement.

Exercice 20 — Exercice bilan
Tle STI2D

Résoudre l’équation différentielle :

\[ y'=y-3 \]

avec la condition initiale :

\[ y(0)=5. \]