10. Équations différentielles

2BAC Sciences expérimentales et technologiques · Mathématiques · Chapitre 10المعادلات التفاضلية

≈ 6 minSemestre 22 exemples4 questions

حل y’ = ay + b و y » + ay’ + by = 0، المستعملتين كثيرًا في الفيزياء (RC، RL، المتذبذبات).

∫ملخص الدرس

y’ = ay + b (a ≠ 0)

الحلول هي الدوال y(x) = k eax − b/a (k ∈ ℝ). من أجل b = 0: y = k eax. والشرط البدئي y(x₀) = y₀ يحدد k.

y » + ay’ + by = 0

نكتب المعادلة المميزة r² + ar + b = 0 ذات المميز Δ.

  • Δ > 0، جذران r₁ و r₂: y = α er₁x + β er₂x.
  • Δ = 0، جذر مزدوج r: y = (αx + β) erx.
  • Δ < 0، جذران p ± iq: y = epx(α cos qx + β sin qx).

حالة متكررة في الفيزياء: y » + ω² y = 0 حلولها y = α cos ωx + β sin ωx = A cos(ωx + φ).

شرطان (مثلًا y(0) و y'(0)) يحددان α و β.

✎أمثلة محلولة

مثال 1

حل y’ = −2y + 6 مع y(0) = 1.

عرض الحل
الحلول: y = k e−2x + 3 (لأن −b/a = −6/(−2) = 3).
y(0) = k + 3 = 1، إذن k = −2: y(x) = 3 − 2e−2x.

مثال 2

حل y » − 3y’ + 2y = 0.

عرض الحل
r² − 3r + 2 = 0: r = 1 أو r = 2.
y(x) = α eˣ + β e2x (α و β حقيقيان).

?اختبر نفسك

اضغط على الجواب الصحيح.

  1. حلول y’ = 5y هي…

    الجواب
    أ) k e5x — y = k eax.
  2. حلول y » + 4y = 0 هي…

    الجواب
    ب) α cos 2x + β sin 2x — r² + 4 = 0 يعطي r = ±2i.
  3. إذا كان r جذرًا مزدوجًا فإن y = …

    الجواب
    أ) (αx + β)erx — حالة Δ = 0.
  4. بالنسبة لـ y’ = ay + b، الحل الثابت يساوي…

    الجواب
    ب) −b/a — y’ = 0 ⇒ ay + b = 0.

Résumé rédigé par Nqraw selon le programme officiel marocain.

Publications similaires

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *