DarsFrançais
الرياضيات · الثانية بكالوريا علوم · بطاقات مراجعة

المعادلات التفاضلية: الشرط البدئي والتوازن

حل معادلة ⁦y′=ay+b⁩ واستعمل قيمة بدئية لتحديد حل وحيد.

آخر تحديث: 9 نونبر 2026 · 25 دقيقة عمل مقترحة

في النهاية ستتمكن من

  • التحقق من حل بالتعويض.
  • حل معادلة خطية بمعاملات ثابتة.
  • تفسير حالة توازن وشرط بدئي.

قبل أن تبدأ

الاشتقاق والدالة الأسية وحل معادلة خطية.

01 /

افهم

معادلة مجهولها دالة

تربط المعادلة التفاضلية دالة مجهولة بمشتقاتها. لا نبحث في y′=ay+b عن عدد بل عن عائلة دوال على مجال. للتحقق من دالة مقترحة نحسب مشتقتها ثم نعوض في المعادلة مع احترام المتغير والوحدات.

طرح حل ثابت

إذا كان a≠0، فحل التوازن الثابت ℓ=−b/a. بوضع z=y−ℓ نجد z′=az. إذن جميع الحلول y(t)=ℓ+C exp(at) حيث C حقيقي. إذا كان a=0 تصبح المعادلة y′=b وحلولها y(t)=bt+C؛ لا نقسم على صفر.

التحديد والتفسير

يعطي الشرط y(0)=y₀ العلاقة C=y₀−ℓ. إذا كان a<0 فإن exp(at) تتجه إلى 0 عندما t→+∞، فتتجه y إلى ℓ. إذا كان a>0 يبتعد كل حل غير ثابت عن ℓ. وحدة a هي مقلوب وحدة الزمن حتى يكون at دون بعد.

02 /

مثال محلول خطوة بخطوة

حل y′=−2y+6 مع y(0)=1 ثم احسب y(1). الزمن بالثانية.

  1. قيمة التوازن تحقق −2ℓ+6=0، ومنه ℓ=3.
  2. عائلة الحلول y(t)=3+C exp(−2t).
  3. يعطي الشرط البدئي 1=3+C، أي C=−2.
  4. y(t)=3−2exp(−2t) وy(1)≈2,7293. المشتقة 4exp(−2t) موجبة، فتتزايد y نحو 3 دون بلوغها في زمن منته.
03 /

حان دورك

تمرين 1

تحقق أن y(t)=4exp(3t) تحقق y′=3y.

تلميح

قارن المشتقة بثلاثة أضعاف الدالة.

عرض التصحيح

y′(t)=12exp(3t)=3y(t). يصح التحقق لكل t حقيقي.

تمرين 2

حل y′=−0,5y مع y(0)=8.

تلميح

استعمل y(t)=C exp(at).

عرض التصحيح

y(t)=8exp(−0,5t). عندما t→+∞ تكون النهاية 0.

تمرين 3

حل y′=2 مع y(0)=−1.

تلميح

هنا a=0؛ حدد دالة أصلية لدالة ثابتة.

عرض التصحيح

y(t)=2t+C وC=−1، إذن y(t)=2t−1.

أخطاء ينبغي تجنبها

  • الحل دالة وليس قيمة عددية فقط.
  • لا تنس الثابت قبل استعمال الشرط البدئي.
  • عالج حالة a=0 بشكل منفصل.
04 /

اختبر فهمك

1. للمعادلة y′=−4y+8، ما الحل الثابت؟
2. للمعادلة y′=ay مع y(0)=5، ما الحل؟

مرجع علمي

بطاقة أصلية من Dars +. المراجع للتحقق من المفاهيم دون إعادة نشر دروس أو تمارين الغير. تغطي هذه المجموعة مفاهيم مختارة ولا تمثل مقرراً رسمياً شاملاً. تأكد مع أستاذك من ملاءمتها لمقرر قسمك.

OpenStax — الرياضيات ↗

المرجع بالإنجليزية. الشروح والتمارين الأصلية بالعربية والفرنسية.

تابع المراجعة