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Programme de mathématiques BCPST, première année · semestre 1

a) Équations du premier ordre

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80 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Résolution de $y' + a(t)y = f(t)$ où $a$ et $f$ sont des fonctions continues sur un intervalle :
• résolution de l’équation homogène associée, cas particulier où $a$ est constante,
• principe de superposition,
• méthode de variation de la constante,
• cas particulier où $a$ et $f$ sont constantes.
Pour toute autre équation différentielle du premier ordre, une méthode de résolution doit être fournie.
⇌ On peut montrer des exemples tirés de la physique-chimie : cinétique d’une réaction, charge d’un condensateur, système physique en contact avec un thermostat, …
L3 Equation différentielle Equation aux dérivées partielles

exo7 1847

Résoudre l’équation aux dérivées partielles : \[x\frac{\partial f}{\partial y}-y\frac{\partial f}{\partial x}=f\] ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 2557

Pour chacune des équations suivantes où \(y=y(x)\) est rélle de variable réelle, décrire les solutions en précisan ...

L3 Equation différentielle Solution maximale solution

exo7 2559

On considère l’équation différentielle \(x'=|x|+|t|\).

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 2562

On considère l’équation \(xx''=(x')^2+1\) sur \(\mathbb{R}\).

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4060

Résoudre l’équation : \(y' = |x-y|\). Étudier les problèmes de raccordement.

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4061

Résoudre l’équation \(y'' + |y| = 1\), avec \(y(0) = 0,\ y'(0) = 1\). ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4063

Soit \(E=\mathcal{C}(\R^+,\R)\), \(b\in \R\) et ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4064

\(x,y,z\) sont des fonctions de \(t\). Résoudre les systèmes :

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4069

On considère l’équation différentielle : \((*) \iff y'' + \frac {2y'}{\tanh x} + y = 0\).

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4070

Soit \(E = \mathcal{C}^\infty(\R,\C)\) et \(\Phi : E \to E\), définie par ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4073

Trouver les applications \(g : {\R^+} \to {\R^+}\) continues vérifiant pour tout ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4074

Soient \({a,b} : \R \to \R\) continues, et \(y,z\) solutions de ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4075

Soit l’équation \((*) \Leftrightarrow y' = a(x)y + b(x)\) et \(x_0\) un réel ...

L2 Analyse Equation différentielle

exo7 4076

Soit \(\lambda \in \C\) et \(\varphi : \R \to \C\) ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4077

Soit l’équation \((*) \Leftrightarrow y' + a(x)y = b(x)\) où \(a,b\) sont des ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4081

Soit \(f\) continue et intégrable sur \(\R\). On considère l’équation différentie ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4082

Trouver les fonctions \(f,g\) continues vérifiant : ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4088

Soient \(f,g\) deux fonctions continues et \(a\in\R\) vérifiant : ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4092

Soit \({a,b} : \R \to \R\) continues telles que : \(\forall\ x\in\R,\ a(x)\ge 1\) ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4098

Soit \(\lambda > 0\) et \(y\) une solution de ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4103

On pose \(f(x) = \int_{t=0}^{+\infty} e^{-t}e^{itx} \frac {d t}{\sqrt t}\). Former une équation différentielle sa ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4106

On considère l’équation différentielle à coefficients continus sur \(\R\) : ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4109

Soient \({f,g}: \R \to \R\) continues et \(k>0\), ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4111

\(y-xy' = \sqrt{x^2+y^2}\).

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4113

\(x^2(y'+y^2) = xy-1\).

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4114

\((x^2-y^2-1)y' = 2xy\) : poser \(z = \frac{y}{x^2+y^2-1}\).

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4116

Résoudre numériquement le système ...

L2 Analyse Equation différentielle

exo7 4129

On suppose que \(f\) est bornée par \(M\) et ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4201

Résoudre l’équation \(2\frac{\partial f}{\partial x} + 3\frac{\partial f}{\partial y} = 4f\) avec la con ...

L2 Analyse Intégration solution

exo7 4332

Déterminer les fonctions \(f \in \mathcal{C}^0(\R,\R)\) telles que : ...

L2 Analyse Série entière solution

exo7 4600

On pose \(f(x) = \sum_{n=0}^\infty \frac{x^n}{\strut C_{2n}^n}\).

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 4998

\[Image 1\] Trouver les courbes ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5451

Pour \(x\) réel, on pose \(f(x)=e^{-x^2}\int_{0}^{x}e^{t^2}\;dt\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5461

Trouver toutes les applications continues sur \(\Rr\) vérifiant :  ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 5476

Résoudre sur l’intervalle \(I\) de \(\Rr\) proposé les équations différentielles ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 5477

Résoudre l’équation différentielle \((1-x^2)y'-2xy=x^2\) sur chacun des intervalles ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 5478

Résoudre sur \(\}-\infty,0[\) et \(]0,+\infty[\) l’équation différentielle :  ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 5481

Soit \(a\) un réel non nul. Soit \(f\) continue sur ...

L2 Analyse Série entière solution

exo7 5756

Pour \(x\) réel, on pose \(F(x) =e^{-x^2}\int_{0}^{x}e^{t^2}\;dt\). En développan ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 5874

Résoudre sur \(\Rr\) l’équation différentielle proposée :

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 5875

Soit \(\alpha\in\Cc\) tel que \(\text{Re}(\alpha) > 0\). Soit ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 5881

Résoudre les systèmes :

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 5883

Trouver les fonctions \(f\) dérivables sur \(\Rr\) vérifiant ...

L3 Calcul différentiel Autre

exo7 6297

Soient \(\rho, \theta, \varphi\) les coordonnées sphériques dans \(\Rr^3\). On po ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6314

Pour chacune des équations suivantes où \(y=y(x)\) est réelle de variable réelle, décrire les solutions en précisa ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6320

En suivant la méthode d’itération de Picard, trouver la solution des équations avec condition initiale :

(i) ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6324

Soit \(f: \Rr ^2 \to \Rr\) donnée par \(f(t,x)= 4\frac{t^3x}{t^4+x^2}\) si ...

L3 Equation différentielle Théorème de Cauchy-Lipschitz

exo7 6327

On considère l’équation différentielle (de Bernoulli) sur \(\Rr\) : ...

L3 Equation différentielle Théorème de Cauchy-Lipschitz

exo7 6329

Soit \(f\) un champ de vecteurs de classe \(C^1\) de ...

L3 Equation différentielle Théorème de Cauchy-Lipschitz

exo7 6336

Calculer les premiers termes de l’itération de Picard avec les conditions initiales données. Si possible trouver des solutions explicites, y compri ...