exo7 6318

On considère l’équation différentielle du second ordre (E)y′′+y=f(x)({\cal E})\quad\quad y''+ y=f(x) où ff est une fonction continue sur R{\Rr} tout entier.

1

On suppose que ff est un polynôme de degré nn. On note EE l’espace vectoriel des polynômes réels de degré ≤n\leq n. Montrer que l’application uu, définie sur EE par u(P)=P′′+Pu(P) = P''+ P, est une application injective de EE dans lui-même.

En déduire que l’équation (E\cal E) a une et une seule solution polynômiale gg qui est de même degré que ff.

2

On suppose maintenant que ff est une fonction continue quelconque sur R{\Rr}. Montrer que la fonction ∫0xf(t)sin⁡(x−t) dt\int_0^x f(t) \sin(x-t) \ dt est une solution particulière de (E\cal E); en déduire la solution générale de l’équation.

3

Montrer que si ff vérifie l’inégalité f(t)≤11+t2f(t) \leq {1\over{1+t^2}} pour tout t∈Rt\in {\Rr}, toutes les solutions de (E\cal E) sont des fonctions bornées. A-t-on la même conclusion si la fonction ff est seulement bornée sur R{\Rr}?

Exercice bTGR

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