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mathématiques (PSI) · Chapitre 8 · Application directe du cours

Résolution de l'Équation Différentielle d'Airy

Séries Entières · Z. Problèmes de concours corrigés · niveau 3 (difficile)

Énoncé

Résoudre par développement en série entière l'équation différentielle :

Corrigé

On cherche une solution développable en série entière de rayon . Les conditions initiales imposent et . Pour tout : En injectant dans l'équation différentielle : Par unicité des coefficients d'une série entière :

  • Pour : .
  • Pour tout : pour tout .

Comme et , tous les coefficients et sont nuls. Pour les termes d'indices multiples de 3 () : Par la règle de d'Alembert appliquée à la série en (la substitution de la méthode ci-dessus : la série en est lacunaire, la règle ne s'y applique pas directement) : . La solution unique est la fonction d'Airy , définie sur tout entier.

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