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Programme de mathématiques MP, MPI

Équations différentielles linéaires

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155 exercices
Texte officiel du programme

La notion générale d’équation différentielle linéaire est introduite à partir des exemples étudiés en première année : équation scalaire d’ordre 1, équation scalaire homogène d’ordre 2 à coefficients constants.

La pratique de la résolution explicite des systèmes linéaires à coefficients constants n’est pas un objectif du programme. On limite en conséquence la technicité des exercices sur ce point. On peut en revanche présenter aux étudiants divers exemples d’études qualitatives d’équations différentielles linéaires scalaires ou de systèmes linéaires. Concernant les systèmes à coefficients constants, on pourra souligner le rôle du signe des parties réelles des valeurs propres de la matrice ; on pourra également, en dimension 2, représenter les courbes intégrales.

Dans cette section, $I$ est un intervalle de $\mathbb{R}$, $E$ un espace normé de dimension finie.

L1 Algèbre Matrice

exo7 1072

Soit \(J\in M_{n}({\Rr})\) une matrice telle que : \(J^{2}=I\) et ...

L1 Algèbre Matrice

exo7 1077

Soit \(A\in M_{n}({\Rr})\) nilpotente, on définit : ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1704

Résoudre les systèmes différentiels suivants ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1705

Déterminer toutes les suites \((u_{n})\) telles que : ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1706

Résoudre le système différentiel suivant : ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1707

Réduire la matrice \[A= \begin{pmatrix} 0& 1& 1\\ 1& 1& 0\\ 1&-3& 4 \end{pmatrix}\] ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1713

Résoudre le système différentiel \(X'=AX\) où \(A\) est la matrice : ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1716

Calculer les puissances et l’exponentielle (\(e^M=\sum_{k=0}^{+\infty} \frac{M^k}{k!}\)) des matrices suivantes : ...

L3 Analyse numérique Autre solution

exo7 2213

Montrer que si \(\rho (A) <1\) alors

L3 Equation différentielle Solution maximale solution

exo7 2559

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

L3 Equation différentielle Solution maximale solution

exo7 2561

Soit l’équation différentielle \[x'''-xx''=0\] où \(x\) est ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 2562

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

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 2574

(5 points) Soit \(A\) une matrice carrée, \(A\in M_n(K)\) ( ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 2598

On note \((\vec e_1, \vec e_2, \vec e_3)\) la base canonique de \(\R^3\). Soit ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 2601

Soit \(A\) la matrice suivante : ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 2609

Soit \(a\in\R\) et \(A\) la matrice ...

L1 Algèbre Matrice

exo7 2752

L’exponentielle d’une matrice carrée \(M\) est, par définition, la limite de la série ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 2778

En utilisant les opérations d’addition \(+\) et de multiplication \(\cdot\) de de ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 3523

Soit \(E = \mathcal{C}([0,1],\R)\) et \(f : E \to E, u {\tilde u}\) avec ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 3546

Soit \(A \in \mathcal{M}_n(\C)\) telle que \(A = A^{-1}\). ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 3578

Soit ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3708

Soit \(E\) un espace vectoriel euclidien orienté de dimension 3 et ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4056

Intégrer les équations suivantes :

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4058

Montrer que l’équation : \(y^{(4)}+y''+y = |\sin x|\) admet une et une seule solution ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4059

Soit \(k \in \R\). Résoudre ...

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 4062

Résoudre \((E) : 4xy''+2y'+y=0\) sachant que \((E)\) admet deux solut ...

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 4065

Résoudre le système différentiel suivant : ...

L2 Analyse Equation différentielle

exo7 4066

Soit \((p,q)\in\R^2\) et \((E)\) l’équation : ...

L2 Analyse Equation différentielle

exo7 4067

On désigne par \(y\) la solution de l’équation différentielle ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4068

Trouver les fonctions \(f:\R \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^2\) telles que : ...

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 4071

Déterminer les éléments propres des endomorphismes suivants :

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 4081

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

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4084

Soit l’équation différentielle : \((E)\Leftrightarrow u''(x) + (k-2d\cos(x))u(x)= 0\).

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4086

On considère l’équation différentielle : \(-y'' + \frac y{p^2} = f\) où ...

L2 Analyse Equation différentielle

exo7 4091

Soit \(f\) de classe \(\mathcal{C}^2\) de \(\R\) ...

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 4093

Soit \(a : \R \to {\R^{+*}}\) une fonction continue.

L2 Analyse Equation différentielle

exo7 4094

Soit \(a : \R \to \R\) une fonction de classe \(\mathcal{C}^1\) croissante strict ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4095

Soit \(a : {\R^+} \to \R\) continue intégrable. Montrer l’équation ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4096

Soient \(r\) et \(q\) deux fonctions continues définies sur  ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4097

On considère l’équation \((*) \iff y'' + a(t)y' + b(t)y = 0\), avec ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 4098

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