Supposons que la quantité totale de sels dans le réservoir soit de
s[t] livres, où t est le temps en minutes. On nous dit que
s[0] = 50 livres
Le taux d'augmentation de s[t] est
(3 gal/min)*(2 lb/gal) = 6 lb/min
Le taux de diminution de s[t] (en livres par minute) est
s/(300 gal)*(3 gal/min) En
exprimant ces relations à l'aide d'une équation différentielle, on a
s'[t] = 6 - (1/100)*s,
s[0] = 50
Nous reconnaissons que la solution de cette
équation linéaire non homogène à coefficients constants sera de la forme
s[t] = c
1
e^(a*t) + c
0 pour certaines valeurs de a et constantes c
n .
En substituant cela dans l'équation différentielle ci-dessus et en faisant correspondre les coefficients, nous obtenons
c
1 *a*e^(a*t) = 6 - (1/100)*c
1 *e^(a^t) - (1/100) )*c
0 c
1 *a = -(1/100)*c
1 (coefficients de correspondance de e^(a*t))
a = -1/100 0 = 6 - (1/100)*c
0 (correspondance constantes)
c
0
= 600 c
1 *e^(-0/100) + 600 = 50 (évaluer pour la condition initiale)
c
1 = 50 - 600
= -550La quantité de sel est
s[t] = 600 - 550e^(-t/100)) Après 50 minutes, la quantité de sel dans le réservoir sera
s[50] = 600 - 550*e^(-1/2)
s [50] ≈ 266,4 livres de sels La quantité présente lorsque t devient très grand sera
s[infini] = 600 livres