Isoler y' avant résolution

Énoncé

Résoudre sur R les équations suivantes : a) 2y' - 6y = 0 b) 3y' + 9y = 0 c) 4y' + y = 0

Indice : Isole d'abord y' pour identifier a, puis applique la formule générale.

Correction

  1. Étape 1 : La formule ne s'applique qu'à la forme y' = ay. Quand l'équation est présentée autrement, le premier travail est de l'y ramener. Isoler y' avant tout : 1. mettre y' seul dans le membre de gauche, avec un coefficient 1 ; 2. lire a — son signe compris ; 3. appliquer la formule. ⚠️ C'est à l'étape 1 que les erreurs se produisent, et elles portent toutes sur un signe. Une équation écrite 3y' + 9y = 0 donne a = -3 et non +3 : le terme en y change de côté, donc de signe. 👉 Le contrôle qui rattrape tout : remplacer la solution trouvée dans l'équation de départ. Une erreur de signe s'y voit immédiatement.
  2. Étape 2 : a) 2y' - 6y = 0. On isole y' : 2y' = 6y, puis on divise par 2 : y' = 3y, donc a = 3 [formule]

    y(x) = C\,e^{3x}

  3. Étape 3 : b) 3y' + 9y = 0. 3y' = -9y, donc y' = -3y et a = -3. [formule] Vérification : y' = -3C\,e^{-3x}, donc 3y' + 9y = -9C\,e^{-3x} + 9C\,e^{-3x} = 0 ✓ 👉 Avec a = +3 par erreur, cette vérification donnerait 9Ce^{3x} + 9Ce^{3x} = 18Ce^{3x} 0 — l'erreur saute aux yeux.

    y(x) = C\,e^{-3x}

  4. Étape 4 : c) 4y' + y = 0. 4y' = -y, puis on divise par 4 : y' = -1{4}y, donc a = -1{4} [formule] ⚠️ Ici le coefficient de y vaut 1 (il est sous-entendu), et c'est le 4 devant y' qui devient un dénominateur. C'est la configuration où l'on oublie le plus souvent de diviser.

    y(x) = C\,e^{-x/4}

  5. Étape 5 : L'erreur classique : Lire a directement sur l'équation sans isoler y' — par exemple annoncer a = 9 pour 3y' + 9y = 0. Deux erreurs se cumulent alors : le signe (le terme passe de l'autre côté) et le coefficient (il faut diviser par 3). Isoler y' n'est pas une formalité : c'est ce qui donne a. À retenir : Isoler y' avec un coefficient 1, puis lire a, signe compris. 👉 Et vérifier en remplaçant dans l'équation de départ : dix secondes qui attrapent toutes les erreurs de signe.