1. **Énoncé du problème** : Résoudre l'équation différentielle $y' + 2y = -5e^{-2x}$ définie sur $\mathbb{R}$.
2. **Résolution de l'équation homogène $(E_0)$** :
L'équation homogène associée est $y' + 2y = 0$.
3. **Formule utilisée** :
Pour une équation différentielle linéaire du premier ordre $y' + p(x)y = 0$, la solution générale est $y = Ce^{-\int p(x) dx}$.
Ici, $p(x) = 2$, donc
$$y = Ce^{-2x}$$
4. **Solutions de $(E_0)$** :
$$y = Ce^{-2x}$$ où $C$ est une constante réelle.
5. **Trouver une solution particulière de $(E)$** :
On cherche une solution particulière $y_p$ de $y' + 2y = -5e^{-2x}$.
6. **Méthode de variation des constantes** :
On pose $y_p = u(x)e^{-2x}$ où $u(x)$ est une fonction à déterminer.
7. **Calcul de $y_p'$** :
$$y_p' = u'(x)e^{-2x} + u(x)(-2)e^{-2x} = u'(x)e^{-2x} - 2u(x)e^{-2x}$$
8. **Substitution dans l'équation $(E)$** :
$$y_p' + 2y_p = (u'(x)e^{-2x} - 2u(x)e^{-2x}) + 2u(x)e^{-2x} = u'(x)e^{-2x}$$
9. **Égalisation à $-5e^{-2x}$** :
$$u'(x)e^{-2x} = -5e^{-2x}$$
10. **Simplification** :
$$u'(x) = -5$$
11. **Intégration** :
$$u(x) = -5x + K$$ où $K$ est une constante.
12. **Solution particulière** :
$$y_p = u(x)e^{-2x} = (-5x + K)e^{-2x}$$
13. **Solution générale de $(E)$** :
$$y = y_h + y_p = Ce^{-2x} + (-5x + K)e^{-2x} = (C + K - 5x)e^{-2x}$$
14. **On peut regrouper $C + K$ en une seule constante $C'$** :
$$y = (C' - 5x)e^{-2x}$$
15. **Condition initiale $f(0) = 1$** :
$$f(0) = (C' - 5 \times 0)e^{0} = C' = 1$$
16. **Solution particulière vérifiant la condition initiale** :
$$f(x) = (1 - 5x)e^{-2x}$$
**Réponse finale** :
$$\boxed{f(x) = (1 - 5x)e^{-2x}}$$
Equation Differentielle C0258A
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