2emeBAC : Équations Différentielles (BIOF)

جدول المحتويات

    المعادلات التفاضلية

    المستوى: السنة الثانية من سلك البكالوريا، شعبة العلوم الفيزيائية (BIOF)

    أولاً: المعادلات من النوع \( y' = ay + b \)

    المعادلة التفاضلية من الدرجة الأولى هي علاقة بين دالة \( y \) ومشتقتها \( y' \).

    الحل العام:

    حلول المعادلة \( y' = ay + b \) (مع \( a \neq 0 \)) هي:

    \[ y(x) = C \cdot e^{ax} - \frac{b}{a} \quad (C \in \mathbb{R}) \]

    ثانيًا: المعادلات من النوع \( y'' + ay' + by = 0 \)

    لحل هذه المعادلة، نقدم المعادلة المميزة: \( r^2 + ar + b = 0 \).

    ليكن \( \Delta = a^2 - 4b \) هو المميز:

    • الحالة الأولى: \( \Delta > 0 \)
      جذران حقيقيان \( r_1 \) و\( r_2 \). الحل هو: \[ y(x) = \alpha e^{r_1 x} + \beta e^{r_2 x} \]
    • الحالة الثانية: \( \Delta = 0 \)
      جذر مضاعف \( r_0 \). الحل هو: \[ y(x) = (\alpha x + \beta)\, e^{r_0 x} \]
    • الحالة الثالثة: \( \Delta < 0 \)
      جذران مركبان \( p \pm iq \). الحل هو: \[ y(x) = e^{px}\left(A\cos(qx) + B\sin(qx)\right) \]

    📝 تمرين تطبيقي

    حل المعادلة التفاضلية التالية:

    \( (E):\ y'' - 3y' + 2y = 0 \)

    الحل:
    المعادلة المميزة هي: \( r^2 - 3r + 2 = 0 \).
    نحسب \( \Delta = (-3)^2 - 4(1)(2) = 9 - 8 = 1 \).
    بما أن \( \Delta > 0 \)، فالجذران حقيقيان: \( r_1 = 1 \) و\( r_2 = 2 \).
    إذن الحل العام هو: \[ y(x) = \alpha e^{x} + \beta e^{2x} \quad (\alpha, \beta \in \mathbb{R}) \]

    للاطلاع على التمارين والتطبيقات المحلولة في الفيزياء (RC، RL، RLC):

    اشترك بقناة @sakwilatop