Weitere ähnliche Inhalte Ähnlich wie ملزمة الرياضيات للصف السادس التطبيقي الفصل الخامس المعادلات التفاضلية 2022 (20) Kürzlich hochgeladen (20) ملزمة الرياضيات للصف السادس التطبيقي الفصل الخامس المعادلات التفاضلية 2022 2. تقديم
بفرعيه العلمي السادس للصف الرياضيات ملزمة
اال
و حيائي
سلسلة من واحدة هي التطبيقي
المالزم
الحديثة
الرياضيات لمادة
,
على تحتوي وهي
توضيحية خطوات
ل
حل
مسائل
كل
مواضيع
الرياضيات كتاب
خ شرح مع
ط
وا
وال لالمثلة الحل ت
كما الوزارية االسألة الى واالشارة تمارين
على تحتوي
ال بعض
تمارين
اال
ضافية
الرياضات مادة تقديم هو الملزمة هذه من الغرض ان .
ل
من وذلك الرياضيات في الضعيف المستوى ذوي للطلبة حتى ومفهوم واضح باسلوب لطلبة
الحل خطوات شرح خالل
و الدقيق بالتفصل
و للحل الطرق ابسط اختيار
ا
رسوم ضافة
مباشرة لها المشابهة التمارين ثم االمثلة حل وتم كما . توضيحية ومخططات
ذلك من والهدف
هو
من الطالب تركيز ابقاء
األسأ من النوع هذا على ًاصب
و لة
يكون ان
الطالب
االسألة بكل ًاملم
. النقطة هذه حول ترد ان يمكن التي
الى هذه جهدي ثمرة اهدي
كل
طالب
مجد
و
طموح
ساع
ًاي
اه تحقيق الى دوما
دافه
كل رغم
الصعوبات
ف والتحديات
أ
وجل عز هللا سأل
له
, حياته في والنجاح التوفيق دوام
له وأقول
"
نك
ةمقلابلاايضرتلاوةمهاليلاعًامدو
."
الدكتور
خلف ذياب أنس
07818192576
anasdhyiab@gmail.com
محفوظة الحقوق جميع
©
2021
.المؤلف بموافقة اال العمل هذا طباعة اعادة او قص او تعديل يجوز ال
4. Ordinary Differential Equations 1
االعتيادية التفاضلية المعادالت
Ordinary Differential Equations
المعادلة
التفاضلية
هي
المعادلة
التي
تحتوي
على
واحدة مشتقة
او
أكثر
للدالة
المجهولة
في
. المعادلة
التفاضلية المعادلة ودرجة رتبة
:الرتبة
. التفاضلية المعادلة في موجودة مشتقة اعلى وهي
:الدرجة
و
. التفاضلية المعادلة في مشتقة العلى مرفوع أس اكبر هي
5. Ordinary Differential Equations 2
تمرين
1
:
: االتية التفاضلية المعادالت من كل ودرجة رتبة بين
a) (𝒙𝟐
− 𝒚𝟐) + 𝟑𝒙𝒚
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝟎 ا من
األولى والدرجة األولى لرتبة
b)
𝒅𝟐𝒚
𝒅𝒙𝟐 + 𝒙
𝒅𝒚
𝒅𝒙
− 𝟓𝒚 = 𝟕 م
األولى والدرجة الثانية الرتبة ن
c) (𝒚́
́
́ )𝟑
− 𝟐𝒚́ + 𝟖𝒚 = 𝒙𝟑
+ 𝒄𝒐𝒔 𝒙 الثالثة والدرجة الثالثة الرتبة من
d) (
𝒅𝟑𝒚
𝒅𝒙𝟑)𝟐
− 𝟐 (
𝒅𝒚
𝒅𝒙
)
𝟓
+ 𝟑𝒚 = 𝟎 الثانية والدرجة الثالثة الرتبة من
================
==================================
:مالحظة
حل
المعادلة
التفاضلية
هو
اية
عالقة
بين
متغيرات
المعادلة
التفاضلية
بحيث
ان
هذه
العالقة
:
1
-
خالية
من
المشتقة
2
-
معرفة
على
فترة
معينة
3
-
تحقق
المعادلة
التفاضلية
===================================================
العالقة أن بين :مثال
𝒚 = 𝒙𝟐
+ 𝟑𝒙
التفاضلية للمعادلة ًالح
𝒙𝒚́ = 𝒙𝟐
+ 𝒚
.
/الحل
للمعادلة االولى المشتقة نجد
𝒚 = 𝒙𝟐
+ 𝟑𝒙 … (𝟏)
𝒚́ = 𝟐𝒙 + 𝟑 … (𝟐)
( نعوض
1
( و )
2
ال المعادلة في )
الطرفين من تفاضلية
LHS = 𝒙𝒚́ = 𝒙(𝟐𝒙 + 𝟑) = 𝟐𝒙𝟐
+ 𝟑𝒙 = 𝒙𝟐
+ (𝒙𝟐
+ 𝟑𝒙) = 𝒙𝟐
+ 𝒚
: بالتالي نقوم تفاضلية لمعادلة حل هي معادلة ان الثبات
التفاضلية المعادلة في الموجودة المشتقة بقدر الحل معادلة نشتق
في والمشتقة الحل معادلة نعوض
االيمن ثم االيسر الطرف من التفاضلية المعادلة
. االيسر الطرف = االيمن الطرف يكون ان يجب
2014 - 1
6. Ordinary Differential Equations 3
RHS = 𝒙𝟐
+ 𝒚 = 𝒙𝟐
+ 𝒙𝟐
+ 𝟑𝒙 = 𝟐𝒙𝟐
+ 𝟑𝒙 = 𝒙(𝒙𝟐
+ 𝟑) = 𝒙𝒚́
∴
العالقة
𝒚 = 𝒙𝟐
+ 𝟑𝒙
التفاضلية للمعادلة حل هي
𝒙𝒚́ = 𝒙𝟐
+ 𝒚
.
================
=================================
العام الحل
التفاضلية للمعادلة
التكامل ) ثوابت او ( ثابت على يحتوي الذي هوالحل
اما
.عليه يحتوي فال الخاص الحل
:مثال
ان اثبت
𝒚 = 𝒙. 𝐥𝐧 |𝒙| − 𝒙
المعادلة حلول احد
𝒙
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒙 + 𝒚, 𝒙 > 𝟎
:الحل
للم األولى المشتقة نجد
عادلة
𝒚 = 𝒙. 𝐥𝐧 |𝒙| − 𝒙 … . (𝟏)
:وهي
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒙 (
𝟏
𝒙
) + 𝐥𝐧|𝒙| (𝟏) − 𝟏 . . (𝟐)
( نعوض
1
( و )
2
الطرفين من التفاضلية المعادلة في )
𝑳𝑯𝑺 = 𝒙
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒙 (𝒙 (
𝟏
𝒙
) + 𝐥𝐧|𝒙| (𝟏) − 𝟏 )
= 𝒙(𝟏 + 𝐥𝐧|𝒙| − 𝟏) = 𝒙 𝐥𝐧|𝒙|
𝑹𝑯𝑺 = 𝒙 + 𝒚 = 𝒙 + 𝒙. 𝐥𝐧 |𝒙| − 𝒙
= 𝒙 𝐥𝐧 |𝒙| = 𝑳𝑯𝑺
==========================================================
:مثال
ان بين
𝒍𝒏 𝒚𝟐
= 𝒙 + 𝒂
للمعادلة ًالح
𝟐𝒚́ − 𝒚 = 𝟎
.
/الحل
𝒍𝒏 𝒚𝟐
= 𝒙 + 𝒂 ⟹ 𝟐𝒍𝒏 |𝒚| = 𝒙 + 𝒂 الطرفين نشتق
بداللة ليس الحل معادلة هنا نالحظ
y
ب نقوم فال
. التفاضلية المعادلة في وتعويضهما معادلتين تكوين
.التفاضلية للمعادلة مشابهة لتصبح وترتيبها الحل معادلة باشتقاق نقوم بل
2014 - 2
7. Ordinary Differential Equations 4
⟹ [𝟐 (
𝟏
𝒚
) 𝒚́ = 𝟏 ] (× 𝒚)
⟹ 𝟐𝒚́ = 𝒚 ⟹ 𝟐𝒚́ − 𝒚 = 𝟎
∴
العالقة
𝒍𝒏 𝒚𝟐
= 𝒙 + 𝒂
للمعادلة حل هي
𝟐𝒚́ − 𝒚 = 𝟎
.
===================================================
تمرين
9
:
ان بين
𝒍𝒏 |𝒚| = 𝒙𝟐
+ 𝒄
للمعادلة ًالح
𝒚́
́ = 𝟒𝒙𝟐
𝒚 + 𝟐𝒚
.
/الحل
𝒍𝒏 |𝒚| = 𝒙𝟐
+ 𝒄 الطرفين نشتق
⟹
𝟏
𝒚
𝒚́ = 𝟐𝒙 (× 𝒚) ⟹ 𝒚́ = 𝟐𝒙𝒚 األولى المشتقة
⟹ 𝒚́
́ = 𝟐𝒙(𝒚́ ) + 𝟐𝒚 الثانية المشتقة
المشت من نعوض
األولى قة
⟹ 𝒚́
́ = 𝟐𝒙(𝟐𝒙𝒚) + 𝟐𝒚 ⟹ 𝒚́
́ = 𝟒𝒙𝟐
𝒚 + 𝟐𝒚
∴ 𝑳𝑯𝑺 = 𝑹𝑯𝑺
∴
العالقة
𝒍𝒏 |𝒚| = 𝒙𝟐
+ 𝒄
تمثل
للمعادلة ًالح
𝒚́
́ = 𝟒𝒙𝟐
𝒚 + 𝟐𝒚
.
===================================================
مثال
:
هل
𝒚 = 𝒙𝟑
+ 𝒙 − 𝟐
التفاضلية للمعادلة ًالح
𝒅𝟐𝒚
𝒅𝒙𝟐 = 𝟔𝒙
؟
: الحل
𝒚 = 𝒙𝟑
+ 𝒙 − 𝟐 ⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝟑𝒙𝟐
+ 𝟏 األولى المشتقة
𝒅𝟐𝒚
𝒅𝒙𝟐 = 𝟔𝒙 الثانية المشتقة
نال
حظ
لمعادلة الثانية المشتقة نجد ان يجب اذا , الثانية المشتقة على تحوي التفاضلية المعادلة ان
. الحل
2011 - 1
8. Ordinary Differential Equations 5
للمعادلة الثانية المشتقة
𝒚 = 𝒙𝟑
+ 𝒙 − 𝟐
التفاضية المعادلة =
∴
العالقة
𝒚 = 𝒙𝟑
+ 𝒙 − 𝟐
للمعادلة حل هي
التفاضلية
𝒅𝟐𝒚
𝒅𝒙𝟐 = 𝟔𝒙
.
=================================================
=
:مثال
ان برهن
𝒚 = 𝟑 𝒄𝒐𝒔 𝟐𝒙 + 𝟐𝒔𝒊𝒏 𝟐𝒙
التفاضلية للمعادلة ًالح
𝒚́
́ + 𝟒𝒚 = 𝟎
.
:الحل
الحل لمعادلة الثانية المشتقة نجد
y
.
𝒚 = 𝟑 𝒄𝒐𝒔 𝟐𝒙 + 𝟐𝒔𝒊𝒏 𝟐𝒙 … . (𝟏)
𝒚́ = −𝟑𝒔𝒊𝒏 𝟐𝒙(𝟐) + 𝟐𝒄𝒐𝒔 𝟐𝒙(𝟐) = −𝟔𝒔𝒊𝒏𝟐𝒙 + 𝟒𝒄𝒐𝒔 𝟐𝒙
𝒚́
́ = −𝟔𝒄𝒐𝒔 𝟐𝒙(𝟐) − 𝟒 𝒔𝒊𝒏 𝟐𝒙 (𝟐) = −𝟏𝟐𝒄𝒐𝒔 𝟐𝒙 − 𝟖𝒔𝒊𝒏 𝟐𝒙 … . (𝟐)
( نعوض
1
( و )
2
ف )
التفاضلية المعادلة ي
𝑳𝑯𝑺 = 𝒚́
́ + 𝟒𝒚 = −𝟏𝟐𝒄𝒐𝒔 𝟐𝒙 − 𝟖𝒔𝒊𝒏 𝟐𝒙 + 𝟒(𝟑 𝒄𝒐𝒔 𝟐𝒙 + 𝟐𝒔𝒊𝒏 𝟐𝒙 )
= −𝟏𝟐𝒄𝒐𝒔 𝟐𝒙 − 𝟖𝒔𝒊𝒏 𝟐𝒙 + 𝟏𝟐 𝒄𝒐𝒔 𝟐𝒙 + 𝟖𝒔𝒊𝒏 𝟐𝒙 = 𝟎 = 𝑹𝑯𝑺
===================================================
تمرين
2
:
ان برهن
𝒚 = 𝒔𝒊𝒏 𝒙
التفاضلية للمعادلة ًالح
𝒚́
́ + 𝒚 = 𝟎
.
:الحل
الحل لمعادلة الثانية المشتقة نجد
y
.
𝒚 = 𝒔𝒊𝒏 𝒙 … . (𝟏)
𝒚́ = 𝒄𝒐𝒔 𝒙
𝒚́
́ = − 𝒔𝒊𝒏 𝒙 … . (𝟐)
( نعوض
1
( و )
2
التفاضلية المعادلة في )
𝑳𝑯𝑺 = 𝒚́
́ + 𝒚 = −𝒔𝒊𝒏 𝒙 + 𝒔𝒊𝒏𝒙 = 𝟎 = 𝑹𝑯𝑺
2015 - ت
9. Ordinary Differential Equations 6
تمرين
3
:
ان برهن
العالقة
𝒔 = 𝟖 𝒄𝒐𝒔 𝟑𝒕 + 𝟔𝒔𝒊𝒏 𝟑𝒕
التفاضلية للمعادلة ًالح
𝒅𝟐𝒔
𝒅𝒕𝟐 + 𝟗𝒔 = 𝟎
.
:الحل
الحل لمعادلة الثانية المشتقة نجد
s
.
𝒔 = 𝟖 𝒄𝒐𝒔 𝟑𝒕 + 𝟔𝒔𝒊𝒏 𝟑𝒕 … . (𝟏)
𝒅𝒔
𝒅𝒕
= −𝟖𝒔𝒊𝒏 𝟑𝒕(𝟑) + 𝟔𝒄𝒐𝒔 𝟑𝒕(𝟑) = −𝟐𝟒𝒔𝒊𝒏 𝟑𝒕 + 𝟏𝟖 𝒄𝒐𝒔 𝟑𝒕
𝒅𝟐𝒔
𝒅𝒕𝟐 = −𝟐𝟒 𝒄𝒐𝒔 𝟑𝒕(𝟑) − 𝟏𝟖 𝒔𝒊𝒏 𝟑𝒕 (𝟑) = −𝟕𝟐𝒄𝒐𝒔 𝟑𝒕 − 𝟓𝟒 𝒔𝒊𝒏 𝟑𝒕 … . (𝟐)
( نعوض
1
( و )
2
الم في )
التفاضلية عادلة
𝑳𝑯𝑺 =
𝒅
𝟐
𝒔
𝒅𝒕
𝟐
+ 𝟗𝒔 = −𝟕𝟐𝒄𝒐𝒔 𝟑𝒕 − 𝟓𝟒 𝒔𝒊𝒏 𝟑𝒕 + 𝟗(𝟖 𝒄𝒐𝒔 𝟑𝒕 + 𝟔𝒔𝒊𝒏 𝟑𝒕 )
= −𝟕𝟐𝒄𝒐𝒔 𝟑𝒕 − 𝟓𝟒 𝒔𝒊𝒏 𝟑𝒕 + 𝟕𝟐𝒄𝒐𝒔 𝟑𝒕 + 𝟓𝟒 𝒔𝒊𝒏 𝟑𝒕 = 𝟎 = 𝑹𝑯𝑺
=========================================================
تم
رين
5
:
هل
𝒚 = 𝒕𝒂𝒏 𝒙
التفاضلية للمعادلة ًالح
𝒚́
́ = 𝟐𝒚(𝟏 + 𝒚𝟐
)
.
:الحل
الحل لمعادلة الثانية المشتقة نجد
y
.
𝒚 = 𝒕𝒂𝒏 𝒙 … . (𝟏)
𝒚́ = 𝒔𝒆𝒄𝟐
𝒙
𝒚́
́ = 𝟐 𝒔𝒆𝒄 𝒙 (𝒔𝒆𝒄 𝒙 . 𝒕𝒂𝒏 𝒙) = 𝟐 𝒕𝒂𝒏 𝒙 𝒔𝒆𝒄𝟐
𝒙 … . (𝟐)
2013 - ت
10. Ordinary Differential Equations 7
( نعوض
1
)
( و
2
التفاضلية المعادلة في )
العالقة ونستخدم
𝒔𝒆𝒄𝟐
𝒙 = (𝟏 + 𝒕𝒂𝒏𝟐
𝒙)
𝑳𝑯𝑺 = 𝒚́
́ = 𝟐 𝒕𝒂𝒏 𝒙 𝒔𝒆𝒄𝟐
𝒙 = 𝟐 𝒕𝒂𝒏 𝒙 (𝟏 + 𝒕𝒂𝒏𝟐
𝒙)
= 𝟐𝒚(𝟏 + 𝒚𝟐) = 𝑹𝑯𝑺
==========================================================
تمرين
7
:
هل
𝒚𝒙 = 𝒔𝒊𝒏 𝟓𝒙
التفاضلية للمعادلة ًالح
𝒙𝒚́
́ + 𝟐 𝒚́ + 𝟐𝟓𝒙𝒚 = 𝟎
؟
:الحل
المشتقة نجد
و األولى
الثانية
ل
لمعادلة
𝒚𝒙 = 𝒔𝒊𝒏 𝟓𝒙
.
𝒚𝒙 = 𝒔𝒊𝒏 𝟓𝒙 … (𝟏)
𝒚(𝟏) + 𝒙𝒚́ = 𝒄𝒐𝒔 𝟓𝒙 (𝟓) ⟹ 𝒚 + 𝒙𝒚́ = 𝟓 𝒄𝒐𝒔 𝟓𝒙 األولى المشتقة
𝒚́ + 𝒙𝒚́
́ + 𝒚́ (𝟏) = −𝟓 𝒔𝒊𝒏 𝟓𝒙 (𝟓)
⟹ 𝒚́ + 𝒙𝒚́
́ + 𝒚́ = −𝟐𝟓 𝒔𝒊𝒏 𝟓𝒙 من وبالتعويض , الثانية المشتقة
1
⟹ 𝒚́ + 𝒙𝒚́
́ + 𝒚́ = −𝟐𝟓 𝒙𝒚 ⟹ 𝒚́ + 𝒙𝒚́
́ + 𝒚́ + 𝟐𝟓 𝒙𝒚 = 𝟎
∴
𝒚𝒙 = 𝒔𝒊𝒏 𝟓𝒙
ًالح تمثل
التفاضلية للمعادلة
𝒙𝒚́
́ + 𝟐 𝒚́ + 𝟐𝟓𝒙𝒚 = 𝟎
النه
. يحققها
===================================================
:مثال
هل
𝒚𝟐
= 𝟑𝒙𝟐
+ 𝒙𝟑
التفاضلية للمعادلة ًالح
𝒚𝒚́
́ + (𝒚́ )𝟐
− 𝟑𝒙 = 𝟓
؟
:الحل
𝒚𝟐
= 𝟑𝒙𝟐
+ 𝒙𝟑
⟹ 𝟐𝒚𝒚́ = 𝟔𝒙 + 𝟑𝒙𝟐
⟹ [𝟐𝒚(𝒚́
́ ) + 𝒚́ (𝟐𝒚́ ) = 𝟔 + 𝟔𝒙] (÷ 𝟐) ⟹ 𝒚𝒚́
́ + (𝒚́ )𝟐
= 𝟑 + 𝟑𝒙
⟹ 𝑳𝑯𝑺 = 𝒚𝒚́
́ + (𝒚́ )𝟐
− 𝟑𝒙 = 𝟑 ≠ 𝟓 = 𝑹𝑯𝑺
∴
االيمن الطرف
≠
االيسر الطرف
∴
𝒚𝟐
= 𝟑𝒙𝟐
+ 𝒙𝟑
التفاضلية للمعادلة ًالح ليس
𝒚𝒚́
́ + (𝒚́ )𝟐
− 𝟑𝒙 = 𝟓
. يحققها ال النه
2011 – 2, 2015 - 1
11. Ordinary Differential Equations 8
تمرين
4
:
هل
ان
𝒚 = 𝒙 + 𝟐
ل ًالح
لمعادلة
𝒚́
́ + 𝟑𝒚́ + 𝒚 = 𝒙
؟
/الحل
للمعادلة والثانية االولى المشتقة نجد
𝒚 = 𝒙 + 𝟐 … (𝟏)
𝒚́ = 𝟏 … (𝟐)
𝒚́
́ = 𝟎 … (𝟑)
( نعوض
1
( و )
2
)
( و
3
)
التفاضلية المعادلة في
𝑳𝑯𝑺 = 𝒚́
́ + 𝟑𝒚́ + 𝒚 = 𝟎 + 𝟑(𝟏) + 𝒙 + 𝟐 = 𝒙 + 𝟓 ≠ 𝒙 = 𝑹𝑯𝑺
∴
العالقة
𝒚 = 𝒙 + 𝟐
التفاضلية للمعادلة ًالح ليست
𝒚́
́ + 𝟑𝒚́ + 𝒚 = 𝒙
.
==================
===========================
تمرين
6
:
هل
𝟐𝒙𝟐
+ 𝒚𝟐
= 𝟏
ل ًالح
لمعادل
ة
𝒚𝟑
𝒚́
́ = −𝟐
؟
/الحل
للمعادلة والثانية االولى المشتقة نجد
𝟐𝒙𝟐
+ 𝒚𝟐
= 𝟏 … (𝟏)
[𝟒𝒙 + 𝟐𝒚 𝒚́ = 𝟎] ÷ 𝟐 ⟹ 𝟐𝒙 + 𝒚 𝒚́ = 𝟎 األولى المشتقة
⟹ 𝒚 𝒚́ = −𝟐𝒙 ⟹ 𝒚́ =
−𝟐𝒙
𝒚
… . (𝟐)
𝟐 + 𝒚(𝒚́
́ ) + 𝒚́ ( 𝒚́ ) = 𝟎 ⟹ 𝟐 + 𝒚𝒚́
́ + (𝒚́ )𝟐
= 𝟎 الثانية المشتقة
( نعوض
2
الثانية المشتقة في )
⟹ 𝟐 + 𝒚𝒚́
́ + (
−𝟐𝒙
𝒚
)
𝟐
= 𝟎 ⟹ [𝟐 + 𝒚𝒚́
́ +
𝟒𝒙𝟐
𝒚𝟐
= 𝟎] × 𝒚𝟐
⟹ 𝟐𝒚𝟐
+ 𝒚𝟑
𝒚́
́ + 𝟒𝒙𝟐
= 𝟎 ⟹ 𝒚𝟑
𝒚́
́ = −𝟒𝒙𝟐
− 𝟐𝒚𝟐
⟹ 𝒚𝟑
𝒚́
́ = −𝟐(𝟐𝒙𝟐
+ 𝒚𝟐
) ( من نعوض
1
)
⟹ 𝒚𝟑
𝒚́
́ = −𝟐(𝟏) ⟹ 𝒚𝟑
𝒚́
́ = −𝟐
𝑳𝑯𝑺 = 𝑹𝑯𝑺
∴
العالقة
𝟐𝒙𝟐
+ 𝒚𝟐
= 𝟏
تمث
ل
التفاضلية للمعادلة ًالح
𝒚𝟑
𝒚́
́ = −𝟐
.
===================================================
12. Ordinary Differential Equations 9
:مثال
أن بين
𝒚 = 𝒆𝟐𝒙
+ 𝒆−𝟑𝒙
التفاضلية للمعادلة ًالح هو
𝒚́
́ + 𝒚́ − 𝟔𝒚 = 𝟎
.
:الحل
𝒚 = 𝒆𝟐𝒙
+ 𝒆−𝟑𝒙
… . (𝟏)
𝒚́ = 𝟐𝒆𝟐𝒙
− 𝟑𝒆−𝟑𝒙
… (𝟐) األولى المشتقة
𝒚́
́ = 𝟒𝒆𝟐𝒙
+ 𝟗𝒆−𝟑𝒙
… (𝟑) الثانية المشتقة
نعوض
𝒚
و
𝒚́
و
𝒚́
́
: التفاضلية المعادلة في
𝑳𝑯𝑺 = 𝒚́
́ + 𝒚́ − 𝟔𝒚
= 𝟒𝒆𝟐𝒙
+ 𝟗𝒆−𝟑𝒙
+ 𝟐𝒆𝟐𝒙
− 𝟑𝒆−𝟑𝒙
− 𝟔(𝒆𝟐𝒙
+ 𝒆−𝟑𝒙
)
= 𝟔𝒆𝟐𝒙
+ 𝟔𝒆−𝟑𝒙
− 𝟔𝒆𝟐𝒙
− 𝟔𝒆−𝟑𝒙
= 𝟎 = 𝑹𝑯𝑺
∴
العالقة
𝒚 = 𝒆𝟐𝒙
+ 𝒆−𝟑𝒙
التفاضلية للمعادلة حل هي
𝒚́
́ + 𝒚́ − 𝟔𝒚 = 𝟎
.
==================================================
تمرين
8
:
أن بين
𝒚 = 𝒂𝒆−𝒙
للمعادلة ًالح هو
𝒚́ + 𝒚 = 𝟎
.
:الحل
𝒚 = 𝒂𝒆−𝒙
… . (𝟏)
𝒚́ = −𝒂𝒆−𝒙
… (𝟐) األولى المشتقة
نعوض
𝒚
و
𝒚́
: التفاضلية المعادلة في
𝑳𝑯𝑺 = 𝒚́ + 𝒚
= −𝒂𝒆−𝒙
+ 𝒂𝒆−𝒙
= 𝟎 = 𝑹𝑯𝑺
∴
العالقة
𝒚 = 𝒂𝒆−𝒙
التفاضلية للمعادلة حل هي
𝒚́ + 𝒚 = 𝟎
.
2012 – 3, 2013-1
2016 – 1, 2016-3, 2015-3
13. Ordinary Differential Equations 10
الم حل طرق بعض
التفاضلية عادالت
متغيراتها تنفصل التي المعادالت : ًالاو
:بـ نقوم التفاضلية المعادالت من النوع هذا لحل
التفاضلية المعادلة في وجد اذا
𝒚́
بدله نضع
𝒅𝒚
𝒅𝒙
.
عزل
x
مع
dx
األيمن الطرف في
و
y
مع
dy
األيسر الطرف في
.
. الطرفين نكامل
====================
=============================
=======
:مثال
المعادلة حل
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝟐𝒙 + 𝟓
.
:الحل
[
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝟐𝒙 + 𝟓] × 𝒅𝒙
⟹ 𝒅𝒚 = (𝟐𝒙 + 𝟓)𝒅𝒙
⟹ ∫ 𝒅𝒚 = ∫(𝟐𝒙 + 𝟓) 𝒅𝒙
⟹ 𝒚 =
𝟐𝒙𝟐
𝟐
+ 𝟓𝒙 + 𝒄
⟹ 𝒚 = 𝒙𝟐
+ 𝟓𝒙 + 𝒄
==========================================================
:مثال
المعادلة حل
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝒙−𝟏
𝒚
.
:الحل
طرفين نضرب
×
وسطين
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝒙 − 𝟏
𝒚
⟹ 𝒚 𝒅𝒚 = (𝒙 − 𝟏) 𝒅𝒙
14. Ordinary Differential Equations 11
⟹ ∫ 𝒚 𝒅𝒚 = ∫(𝒙 − 𝟏) 𝒅𝒙
⟹ [
𝟏
𝟐
𝒚𝟐
=
𝟏
𝟐
𝒙𝟐
− 𝒙 + 𝒄 ] × 𝟐
⟹ 𝒚𝟐
= 𝒙𝟐
− 𝟐𝒙 + 𝟐𝒄
⟹ 𝒚 = ±√𝒙𝟐 − 𝟐𝒙 + 𝒄𝟏
حيث
𝒄𝟏 = 𝟐𝒄
. اختياري ثابت
========
==================================================
:مثال
المعادلة حل
التفاضلية
𝒅𝒚 = 𝒔𝒊𝒏 𝒙 𝒄𝒐𝒔𝟐
𝒚 𝒅𝒙
.
:الحل
[𝒅𝒚 = 𝒔𝒊𝒏 𝒙 𝒄𝒐𝒔𝟐
𝒚 𝒅𝒙] ÷ 𝒄𝒐𝒔𝟐
𝒚
⟹
𝒅𝒚
𝒄𝒐𝒔𝟐𝒚
= 𝒔𝒊𝒏 𝒙 𝒅𝒙
⟹ 𝒔𝒆𝒄𝟐
𝒚 𝒅𝒚 = 𝒔𝒊𝒏 𝒙 𝒅𝒙
⟹ ∫ 𝒔𝒆𝒄𝟐
𝒚 𝒅𝒚 = ∫ 𝒔𝒊𝒏 𝒙 𝒅𝒙
⟹ 𝒕𝒂𝒏 𝒚 = −𝒄𝒐𝒔 𝒙 + 𝒄
==========================================================
:مثال
اوجد
المعادلة حل
التفاضلية
𝒚́ − 𝒙√𝒚 = 𝟎
عندما
y=9
و
x=2
.
:الحل
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒙√𝒚
⟹ [𝒅𝒚 = 𝒙 (𝒚)
𝟏
𝟐 𝒅𝒙] ÷ (𝐲)
𝟏
𝟐
⟹ (𝒚)−
𝟏
𝟐𝒅𝒚 = 𝒙 𝒅𝒙
𝟏
𝒄𝒐𝒔𝟐𝒚
= 𝒔𝒆𝒄𝟐
𝒚
𝒚́ =
𝒅𝒚
𝒅𝒙
2016 - 1
15. Ordinary Differential Equations 12
⟹ ∫(𝒚)−
𝟏
𝟐 𝒅𝒚 = ∫ 𝒙 𝒅𝒙
⟹ 𝟐(𝒚)
𝟏
𝟐 =
𝒙 𝟐
𝟐
+ 𝒄 الطرفي بيع ر
بت
⟹ 𝟐(𝟗)
𝟏
𝟐 =
(𝟐)𝟐
𝟐
+ 𝒄
⟹ 𝟐(𝟑) = 𝟐 + 𝒄 ⟹ 𝒄 = 𝟔 − 𝟐 = 𝟒
⟹ 𝟒𝒚 =
𝟏
𝟒
𝒙𝟒
+ 𝟒𝒙 𝟐
+ 𝟏𝟔
⟹ 𝒚 =
𝟏
𝟏𝟔
𝒙𝟒
+ 𝒙 𝟐
+ 𝟒
==========================================================
:مثال
المعادلة حل
التفاضلية
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒆𝟐𝒙+𝒚
حيث
y=0
عندما
x=0
.
:الحل
[
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒆𝟐𝒙+𝒚
] × 𝒅𝒙 ⟹ 𝒅𝒚 = 𝒆𝟐𝒙
𝒆𝒚
𝒅𝒙
⟹ 𝒆−𝒚𝒅𝒚 = 𝒆𝟐𝒙 𝒅𝒙
⟹ − ∫ 𝒆−𝒚 𝒅𝒚 =
𝟏
𝟐
∫ 𝒆𝟐𝒙 (𝟐) 𝒅𝒙
⟹ − 𝒆−𝒚 =
𝟏
𝟐
𝒆𝟐𝒙 + 𝒄
⟹ − 𝒆𝟎 =
𝟏
𝟐
𝒆𝟐(𝟎)
+ 𝒄 ⟹ − 𝟏 =
𝟏
𝟐
(𝟏) + 𝒄 ⟹ 𝒄 = −𝟏 −
𝟏
𝟐
= −
𝟑
𝟐
⟹ [− 𝒆−𝒚 =
𝟏
𝟐
𝒆𝟐𝒙 −
𝟑
𝟐
] (× −𝟏) ⟹ 𝒆−𝒚 =
𝟑
𝟐
−
𝟏
𝟐
𝒆𝟐𝒙
⟹
𝟏
𝒆𝒚 =
(𝟑 − 𝒆𝟐𝒙)
𝟐
⟹ 𝒆𝒚 =
𝟐
(𝟑 − 𝒆𝟐𝒙)
ل
الختياري الثابت قيمة يجاد
c
نعوض
ي
ر
قيمت
x
و
y
𝒆𝒙+𝒚
= 𝒆𝒙
. 𝒆𝒚
التكامالت داخل الدوال مشتقاتنوفر
ل
الختياري الثابت قيمة يجاد
c
نعوض
ي
ر
قيمت
x
و
y
وباخذ
ln
للطرفي
16. Ordinary Differential Equations 13
⟹ 𝒚 = 𝒍𝒏 |
𝟐
(𝟑 − 𝒆𝟐𝒙)
|
==========================================================
:مثال
ال جد
حل
ل العام
لمعادلة
التفاضلية
(𝒙 + 𝟏)
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝟐𝒚
.
:الحل
[(𝒙 + 𝟏)
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝟐𝒚] × 𝒅𝒙 ⟹ [(𝒙 + 𝟏)𝒅𝒚 = 𝟐𝒚𝒅𝒙] ÷ [𝟐𝒚, (𝒙 + 𝟏)]
⟹
𝒅𝒚
𝒚
= 𝟐
𝒅𝒙
(𝒙 + 𝟏)
⟹ ∫
𝒅𝒚
𝒚
= 𝟐 ∫
𝒅𝒙
(𝒙 + 𝟏)
⟹ 𝒍𝒏 |𝒚| = 𝟐𝒍𝒏 |𝒙 + 𝟏| + 𝒄 ⟹ 𝒍𝒏 |𝒚| − 𝒍𝒏(𝒙 + 𝟏)𝟐
= 𝒄
⟹ 𝒍𝒏
|𝒚|
(𝒙 + 𝟏)𝟐
= 𝒄 ⟹
|𝒚|
(𝒙 + 𝟏)𝟐
= 𝒄𝟏
⟹ |𝒚| = 𝒄𝟏(𝒙 + 𝟏)𝟐
⟹ 𝒚 = ±𝒄𝟏(𝒙 + 𝟏)𝟐
حيث
𝒄𝟏 = 𝒆𝒄
. اختياري ثابت
==================================================================
تمرين
1
:
: اتالمتغت فصل بطريقة التية التفاضلية المعادلت حل
a) 𝒚́ 𝒄𝒐𝒔𝟑
𝒙 = 𝒔𝒊𝒏𝒙
Sol
[
𝒅𝒚
𝒅𝒙
𝒄𝒐𝒔𝟑𝒙 = 𝒔𝒊𝒏𝒙] × 𝒅𝒙 ⟹ [𝒅𝒚 𝒄𝒐𝒔𝟑𝒙 = 𝒔𝒊𝒏𝒙𝒅𝒙] ÷ 𝒄𝒐𝒔𝟑𝒙
⟹ 𝒅𝒚 = 𝒔𝒊𝒏 𝒙 𝒄𝒐𝒔−𝟑𝒙 𝒅𝒙
⟹ ∫ 𝒅𝒚 = −∫ 𝒄𝒐𝒔−𝟑𝒙 (−𝒔𝒊𝒏 𝒙 ) 𝒅𝒙
⟹ 𝒚 = −(−
𝟏
𝟐
𝒄𝒐𝒔−𝟐𝒙) + 𝒄
باخذ
e
للطرفي
𝒚́ =
𝒅𝒚
𝒅𝒙
2015 - 2
17. Ordinary Differential Equations 14
⟹ 𝒚 =
𝟏
𝟐
𝒔𝒆𝒄𝟐𝒙 + 𝒄
==========================================================
b)
𝒅𝒚
𝒅𝒙
+ 𝒙𝒚 = 𝟑𝒙, 𝒙 = 𝟏, 𝒚 = 𝟐
Sol
𝒅𝒚
𝒅𝒙
+ 𝒙𝒚 = 𝟑𝒙 ⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝟑𝒙 − 𝒙𝒚 ⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒙(𝟑 − 𝒚)
⟹
𝒅𝒚
(𝟑 − 𝒚)
= 𝒙 𝒅𝒙 ⟹ ∫
𝒅𝒚
(𝟑 − 𝒚)
= ∫ 𝒙 𝒅𝒙
⟹ −𝒍𝒏 |𝟑 − 𝒚| =
𝟏
𝟐
𝒙𝟐
+ 𝒄
⟹ −𝒍𝒏 |𝟑 − 𝟐| =
𝟏
𝟐
(𝟏)𝟐
+ 𝒄 ⟹ 𝟎 =
𝟏
𝟐
(𝟏)𝟐
+ 𝒄 ⟹ 𝒄 = −
𝟏
𝟐
⟹ −𝒍𝒏 |𝟑 − 𝒚| =
𝟏
𝟐
𝒙𝟐
−
𝟏
𝟐
⟹ −𝒍𝒏 |𝟑 − 𝒚| =
(𝒙𝟐
− 𝟏)
𝟐
⟹ 𝒍𝒏 |𝟑 − 𝒚| =
(𝟏 − 𝒙𝟐
)
𝟐
⟹ 𝟑 − 𝒚 = 𝒆
(𝟏−𝒙𝟐)
𝟐
⟹ 𝒚 = 𝟑 − 𝒆
(𝟏−𝒙𝟐)
𝟐
==========================================================
c)
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= (𝒙 + 𝟏)(𝒚 − 𝟏)
Sol
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= (𝒙 + 𝟏)(𝒚 − 𝟏) ⟹
𝒅𝒚
(𝒚 − 𝟏)
= (𝒙 + 𝟏)𝒅𝒙
ي
قيم وبتعويض
x
و
y
Ln (1)=0
باخذ
e
للطرفي
2013 – 2, 2014-3
18. Ordinary Differential Equations 15
⟹ ∫
𝒅𝒚
(𝒚 − 𝟏)
= ∫(𝒙 + 𝟏) 𝒅𝒙 ⟹ 𝒍𝒏 |𝒚 − 𝟏| =
𝒙𝟐
𝟐
+ 𝒙 + 𝒄
⟹ 𝒆𝒍𝒏 |𝒚−𝟏|
= 𝒆
𝒙𝟐
𝟐
+𝒙
.𝒆𝒄 ⟹ 𝒚 − 𝟏 = 𝒄𝟏𝒆
𝒙𝟐
𝟐
+𝒙
∴ 𝒚 = 𝟏 + 𝒄𝟏𝒆
𝒙𝟐
𝟐
+𝒙
d) (𝒚𝟐
+ 𝟒𝒚 − 𝟏)𝒚́ = 𝒙𝟐
− 𝟐𝒙 + 𝟑
Sol
[(𝒚𝟐
+ 𝟒𝒚 − 𝟏)
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒙𝟐
− 𝟐𝒙 + 𝟑] × 𝒅𝒙
⟹ (𝒚𝟐 + 𝟒𝒚 − 𝟏)𝒅𝒚 = (𝒙𝟐 − 𝟐𝒙 + 𝟑) 𝒅𝒙
⟹ ∫(𝒚𝟐 + 𝟒𝒚 − 𝟏) 𝒅𝒚 = ∫(𝒙𝟐 − 𝟐𝒙 + 𝟑) 𝒅𝒙
⟹
𝒚𝟑
𝟑
+
𝟒𝒚𝟐
𝟐
− 𝒚 =
𝒙𝟑
𝟑
−
𝟐𝒙𝟐
𝟐
+ 𝟑𝒙 + 𝒄
⟹ [
𝟏
𝟑
𝒚𝟑 + 𝟐𝒚𝟐 − 𝒚 =
𝟏
𝟑
𝒙𝟑 − 𝒙𝟐 + 𝟑𝒙 + 𝒄] × 𝟑
∴ 𝒚𝟑
+ 𝟔𝒚𝟐
− 𝟑𝒚 = 𝒙𝟑
− 𝟑𝒙𝟐
+ 𝟗𝒙 + 𝒄𝟏
==========================================================
e) 𝒚𝒚́ = 𝟒 √(𝟏 + 𝒚𝟐)𝟑
Sol
[𝒚
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝟒 (𝟏 + 𝒚𝟐)
𝟑
𝟐] × 𝒅𝒙
⟹ (𝟏 + 𝒚𝟐)
−
𝟑
𝟐 𝒚 𝒅𝒚 = 𝟒 𝒅𝒙 ⟹ ∫(𝟏 + 𝒚𝟐)
−
𝟑
𝟐 𝒚 𝒅𝒚 = ∫ 𝟒 𝒅𝒙
⟹
𝟏
𝟐
∫(𝟏 + 𝒚𝟐)
−
𝟑
𝟐 (𝟐) 𝒚 𝒅𝒚 = ∫ 𝟒 𝒅𝒙 ⟹ −
𝟐
𝟐
(𝟏 + 𝒚𝟐)
−
𝟏
𝟐 = 𝟒 𝒙 + 𝒄
باخذ
e
للطرفي
حيث
𝒄𝟏 = 𝟑𝒄
. اختياري ثابت
19. Ordinary Differential Equations 16
⟹ [−
𝟏
(𝟏+𝒚𝟐)
𝟏
𝟐
= 𝟒 𝒙 + 𝒄] الطرفي بيع ر
بت⟹
𝟏
𝟏+𝒚𝟐 = (𝟒 𝒙 + 𝒄)
𝟐
⟹ 𝟏 + 𝒚𝟐 =
𝟏
(𝟒 𝒙 + 𝒄)
𝟐
∴ 𝒚 = √
𝟏
(𝟒 𝒙 + 𝒄)𝟐
− 𝟏
==========================================================
f) 𝒆𝒙
𝒅𝒙 − 𝒚𝟑
𝒅𝒚 = 𝟎
Sol
𝒆𝒙
𝒅𝒙 − 𝒚𝟑
𝒅𝒚 = 𝟎 ⟹ 𝒚𝟑
𝒅𝒚 = 𝒆𝒙
𝒅𝒙
⟹ ∫ 𝒚𝟑 𝒅𝒚 = ∫ 𝒆𝒙 𝒅𝒙 ⟹
𝟏
𝟒
𝒚𝟒 = 𝒆𝒙 + 𝒄
⟹ 𝒚𝟒 = 𝟒𝒆𝒙 + 𝟒𝒄
∴ 𝒚 = √𝟒𝒆𝒙 + 𝒄𝟏
𝟒
==========================================================
g) 𝒚́ = 𝟐𝒆𝒙
𝒚𝟑
, 𝒙 = 𝟎, 𝒚 =
𝟏
𝟐
Sol
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝟐𝒆𝒙
𝒚𝟑
⟹ 𝒅𝒚 = 𝟐𝒆𝒙
𝒚𝟑
𝒅𝒙 ⟹ 𝒚−𝟑
𝒅𝒚 = 𝟐𝒆𝒙
𝒅𝒙
⟹ ∫ 𝒚−𝟑 𝒅𝒚 = 𝟐 ∫ 𝒆𝒙 𝒅𝒙 ⟹
𝒚−𝟐
−𝟐
= 𝟐𝒆𝒙 + 𝒄
⟹ −
𝟏
𝟐
𝟏
(
𝟏
𝟐
)
𝟐
= 𝟐𝒆𝟎 + 𝒄 ⟹ −
𝟒
𝟐
= 𝟐(𝟏) + 𝒄 ⟹ 𝒄 = −𝟐 − 𝟐 = −𝟒
حيث
𝒄𝟏 = 𝟑𝒄
. اختياري ثابت
2013 - 3
20. Ordinary Differential Equations 17
⟹
𝒚−𝟐
−𝟐
= 𝟐𝒆𝒙 − 𝟒 ⟹
𝟏
𝒚𝟐
= 𝟖 − 𝟒𝒆𝒙 ⟹ 𝒚 = √
𝟏
(𝟖 − 𝟒𝒆𝒙
)
==========================================================
تمرين
2
: التية التفاضلية للمعادلت العام الحل جد :
a) 𝒙𝒚
𝒅𝒚
𝒅𝒙
+ 𝒚𝟐
= 𝟏 − 𝒚𝟐
Sol
𝒙𝒚
𝒅𝒚
𝒅𝒙
+ 𝒚𝟐
= 𝟏 − 𝒚𝟐
⟹ 𝒙𝒚
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝟏 − 𝟐𝒚𝟐
⟹
𝒚
𝟏 − 𝟐𝒚𝟐
𝒅𝒚 =
𝒅𝒙
𝒙
⟹ −
𝟏
𝟒
∫
(−𝟒)𝒚
𝟏 − 𝟐𝒚𝟐
𝒅𝒚 = ∫
𝒅𝒙
𝒙
⟹ −
𝟏
𝟒
𝒍𝒏 |𝟏 − 𝟐𝒚𝟐| = 𝒍𝒏|𝒙| + 𝒄
⟹ 𝒍𝒏 |𝟏 − 𝟐𝒚𝟐| = −𝟒 𝒍𝒏|𝒙| − 𝟒𝒄 ⟹ 𝒍𝒏 |𝟏 − 𝟐𝒚𝟐| = 𝒍𝒏|𝒙|−𝟒 + 𝒍𝒏𝒆𝒄𝟏
⟹ 𝒍𝒏 |𝟏 − 𝟐𝒚𝟐| = 𝒍𝒏(𝒙−𝟒.𝒆𝒄𝟏)
⟹ 𝟏 − 𝟐𝒚𝟐 = 𝒄𝟐 𝒙−𝟒 ⟹ 𝟐𝒚𝟐 = 𝟏 − 𝒄𝟐 𝒙−𝟒
⟹ 𝒚𝟐 =
𝟏 − 𝒄𝟐 𝒙−𝟒
𝟐
⟹ 𝒚 = ±√
𝟏 − 𝒄𝟐 𝒙−𝟒
𝟐
=========================================================
b) 𝒔𝒊𝒏 𝒙 𝒄𝒐𝒔 𝒚
𝒅𝒚
𝒅𝒙
+ 𝒄𝒐𝒔 𝒙 𝒔𝒊𝒏𝒚 = 𝟎
Sol
𝒔𝒊𝒏 𝒙 𝒄𝒐𝒔 𝒚
𝒅𝒚
𝒅𝒙
+ 𝒄𝒐𝒔 𝒙 𝒔𝒊𝒏𝒚 = 𝟎
⟹
𝒄𝒐𝒔 𝒚
𝒔𝒊𝒏𝒚
𝒅𝒚 = −
𝒄𝒐𝒔 𝒙
𝒔𝒊𝒏 𝒙
𝒅𝒙
باخذ
e
للطرفي
حيث
, 𝒄𝟐 = 𝒆𝒄𝟏, 𝒄𝟏 = 𝟒𝒄
. اختيارية ثوابت
21. Ordinary Differential Equations 18
⟹ ∫
𝒄𝒐𝒔 𝒚
𝒔𝒊𝒏𝒚
𝒅𝒚 = − ∫
𝒄𝒐𝒔 𝒙
𝒔𝒊𝒏 𝒙
𝒅𝒙
⟹ 𝒍𝒏 |𝒔𝒊𝒏𝒚| = −𝒍𝒏|𝒔𝒊𝒏 𝒙| + 𝒄
⟹ 𝒍𝒏 |𝒔𝒊𝒏𝒚| = 𝒍𝒏 |𝒔𝒊𝒏 𝒙−𝟏
| + 𝒍𝒏 𝒆𝒄
⟹ 𝒍𝒏 |𝒔𝒊𝒏𝒚| = 𝒍𝒏(𝒔𝒊𝒏 𝒙−𝟏
.𝒆𝒄)
⟹ 𝒔𝒊𝒏𝒚 = 𝒄𝟏 𝒔𝒊𝒏 𝒙−𝟏
==========================================================
c) 𝒙 𝒄𝒐𝒔𝟐
𝒚 𝒅𝒙 + 𝒕𝒂𝒏 𝒚 𝒅𝒚 = 𝟎
Sol
𝒕𝒂𝒏 𝒚 𝒅𝒚 = −𝒙 𝒄𝒐𝒔𝟐
𝒚 𝒅𝒙
⟹
𝟏
𝒄𝒐𝒔𝟐𝒚
𝒕𝒂𝒏 𝒚 𝒅𝒚 = −𝒙 𝒅𝒙
⟹ ∫ 𝒔𝒆𝒄𝟐
𝒚 𝒕𝒂𝒏 𝒚 𝒅𝒚 = −∫ 𝒙 𝒅𝒙
⟹
𝟏
𝟐
𝒕𝒂𝒏𝟐
𝒚 = −
𝟏
𝟐
𝒙𝟐
+ 𝒄
∴ 𝒕𝒂𝒏𝟐
𝒚 = 𝒄𝟏 − 𝒙𝟐
==========================================================
d) 𝒕𝒂𝒏𝟐
𝒚 𝒅𝒚 = 𝒔𝒊𝒏𝟑
𝒙 𝒅𝒙
Sol
𝒕𝒂𝒏𝟐
𝒚 𝒅𝒚 = 𝒔𝒊𝒏𝟑
𝒙 𝒅𝒙
⟹ 𝒕𝒂𝒏𝟐
𝒚 𝒅𝒚 = 𝒔𝒊𝒏𝟐
𝒙 𝒔𝒊𝒏𝒙 𝒅𝒙
⟹ (𝒔𝒆𝒄𝟐
𝒙 − 𝟏) 𝒅𝒚 = (𝟏 − 𝒄𝒐𝒔𝟐
𝒙) 𝒔𝒊𝒏𝒙 𝒅𝒙
⟹ (𝒔𝒆𝒄𝟐
𝒙 − 𝟏)𝒅𝒚 = (𝒔𝒊𝒏𝒙 − 𝒔𝒊𝒏𝒙 𝒄𝒐𝒔𝟐
𝒙) 𝒅𝒙
باخذ
e
للطرفي
حيث
𝒄𝟏 = 𝒆𝒄
ث
. اختياري ابت
𝒔𝒆𝒄𝟐
𝒚 =
𝟏
𝒄𝒐𝒔𝟐𝒚
حيث
𝒄𝟏 = 𝟐𝒄
ث
. اختياري ابت
𝒔𝒊𝒏𝟐
𝒙 = 𝟏 − 𝒄𝒐𝒔𝟐
𝒙
𝒕𝒂𝒏𝟐
𝒙 = 𝒔𝒆𝒄𝟐
𝒙 − 𝟏
22. Ordinary Differential Equations 19
⟹ ∫(𝒔𝒆𝒄𝟐
𝒙 − 𝟏) 𝒅𝒚 = ∫(𝒔𝒊𝒏𝒙 − 𝒄𝒐𝒔𝟐
𝒙 𝒔𝒊𝒏𝒙 ) 𝒅𝒙
∴ 𝒕𝒂𝒏 𝒚 − 𝒚 = −𝒄𝒐𝒔𝒙 −
𝟏
𝟑
𝒄𝒐𝒔𝟑
𝒙 + 𝒄
==========================================================
e)
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒄𝒐𝒔𝟐
𝒙 𝒄𝒐𝒔𝟐
𝒚
Sol
𝒅𝒚
𝒄𝒐𝒔𝟐𝒚
= 𝒄𝒐𝒔𝟐
𝒙 𝒅𝒙
⟹ 𝒔𝒆𝒄𝟐𝒚 𝒅𝒚 = 𝒄𝒐𝒔𝟐𝒙 𝒅𝒙
⟹ ∫ 𝒔𝒆𝒄𝟐𝒚 𝒅𝒚 = ∫ 𝒄𝒐𝒔𝟐𝒙 𝒅𝒙
⟹ 𝒕𝒂𝒏 𝒚 =
𝟏
𝟐
(𝒙 +
𝟏
𝟐
𝒔𝒊𝒏 𝟐𝒙) + 𝒄
==========================================================
f)
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝒄𝒐𝒔 𝒙
𝟑𝒚𝟐+𝒆𝒚
Sol
(𝟑𝒚𝟑
+ 𝒆𝒚)𝒅𝒚 = 𝒄𝒐𝒔 𝒙 𝒅𝒙
⟹ ∫(𝟑𝒚𝟐 + 𝒆𝒚) 𝒅𝒚 = ∫ 𝒄𝒐𝒔 𝒙 𝒅𝒙
⟹ 𝒚𝟑 + 𝒆𝒚 = 𝒔𝒊𝒏𝒙 + 𝒄
==========================================================
g) 𝒆𝒙+𝟐𝒚
+ 𝒚́ = 𝟎
Sol
𝒔𝒆𝒄𝟐
𝒚 =
𝟏
𝒄𝒐𝒔𝟐𝒚
𝒄𝒐𝒔𝟐
𝒙 = 𝟏 +
𝟏
𝟐
𝒄𝒐𝒔 𝟐𝒙
2011 – 1, 2013 - ت
23. Ordinary Differential Equations 20
𝒆𝒙+𝟐𝒚
+
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝟎
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= −(𝒆𝒙 .𝒆𝟐𝒚)
⟹ 𝒆−𝟐𝒚𝒅𝒚 = −𝒆𝒙 𝒅𝒙
⟹ −
𝟏
𝟐
∫ 𝒆−𝟐𝒚 (−𝟐)𝒅𝒚 = −∫ 𝒆𝒙 𝒅𝒙
⟹ −
𝟏
𝟐
𝒆−𝟐𝒚 = −𝒆𝒙 + 𝒄
⟹ 𝒆−𝟐𝒚 = 𝟐𝒆𝒙 + 𝒄𝟏
⟹ −𝟐𝒚 = 𝒍𝒏|𝟐𝒆𝒙 + 𝒄𝟏|
∴ 𝒚 = −
𝒍𝒏|𝟐𝒆𝒙 + 𝒄𝟏|
𝟐
باخذ
ln
للطرفي
24. Ordinary Differential Equations 21
المتجانسة التفاضلية المعادالت
المتغيرات فصل اليمكن المعادالت من النوع هذا في
اس اعلى على المعادلة بقسمة فنقوم
( لـ
X
: بالصورة تفاضلية معادلة على نحصل بحيث )
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒇(
𝒚
𝒙
)
حد كل ويكون
𝒚
𝒙
ًالمث القورة نفس له فيها
متجانسة
هذه
المعادلة
غير
متجانسة
النه
اليمكن
كتابتها
: بالصورة
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒇(
𝒚
𝒙
)
متجانسة
25. Ordinary Differential Equations 22
ا الخطوات نتبع المتجانسة التفاضلية المعادلت لحل
لتالية
:
=========================
================================
:مثال
:التفاضلية المعادلة حل
𝒚́ =
𝟑𝒚𝟐−𝒙𝟐
𝟐𝒙𝒚
Sol
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝟑𝒚𝟐
𝒙𝟐 −
𝒙𝟐
𝒙𝟐
𝟐𝒙𝒚
𝒙𝟐
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝟑 (
𝒚
𝒙
)
𝟐
− 𝟏
𝟐 (
𝒚
𝒙
)
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝟑𝒗𝟐
− 𝟏
𝟐𝒗
… (𝟏)
⟹ 𝒚 = 𝒗𝒙 ⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
… (𝟐)
نضع
v
بدل
𝒚
𝒙
( من
1
( و )
2
:نحصل )
26. Ordinary Differential Equations 23
𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝟑𝒗𝟐
− 𝟏
𝟐𝒗
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝟑𝒗𝟐
− 𝟏
𝟐𝒗
− 𝒗
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝒗𝟐−𝟏
𝟐𝒗
ينتج اتالمتغت بفصل
:
⟹
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 =
𝟐𝒗
𝒗𝟐 − 𝟏
𝒅𝒗 ⟹ ∫
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = ∫
𝟐𝒗
𝒗𝟐 − 𝟏
𝒅𝒗
⟹ 𝒍𝒏 |𝒙| = 𝒍𝒏|𝒗𝟐
− 𝟏| + 𝒍𝒏|𝒄| ⟹ 𝒍𝒏 |𝒙| = 𝒍𝒏|𝒄(𝒗𝟐
− 𝟏)|
⟹ 𝒙 = ±𝒄(𝒗𝟐
− 𝟏)
⟹ 𝒙 = ±𝒄((
𝒚
𝒙
)𝟐
− 𝟏) ⟹ 𝒙 = ±𝒄(
𝒚𝟐
𝒙𝟐
− 𝟏)
∴ 𝒄 = ±
𝒙𝟑
𝒚𝟐 − 𝒙𝟐
==================================================
:مثال
:التفاضلية المعادلة حل
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝒚+𝒙
𝒚−𝒙
Sol
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝒚
𝒙
+ 𝟏
𝒚
𝒙
− 𝟏
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝒗 + 𝟏
𝒗 − 𝟏
… (𝟏)
⟹ 𝒚 = 𝒗𝒙 ⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
… (𝟐)
𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝒗 + 𝟏
𝒗 − 𝟏
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝟐𝒗 − 𝒗𝟐
+ 𝟏
𝒗 − 𝟏
باخذ
e
للطرفي
لكن
𝒗 =
𝒚
𝒙
نضع
v
بدل
𝒚
𝒙
( من
1
( و )
2
:نحصل )
27. Ordinary Differential Equations 24
ينتج اتالمتغت بفصل
:
⟹
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 =
𝒗 − 𝟏
𝟐𝒗 − 𝒗𝟐 + 𝟏
𝒅𝒗
⟹ ∫
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = −
𝟏
𝟐
∫
−𝟐(𝒗 − 𝟏)
𝟐𝒗 − 𝒗𝟐 + 𝟏
𝒅𝒗
⟹ 𝒍𝒏 |𝒙| + 𝒍𝒏|𝒄| = −
𝟏
𝟐
𝒍𝒏|𝟐𝒗 − 𝒗𝟐
+ 𝟏|
⟹ 𝒍𝒏 |𝒄𝒙| = 𝒍𝒏|(𝟐𝒗 − 𝒗𝟐
+ 𝟏)|
−
𝟏
𝟐
⟹ 𝒍𝒏 |𝒄𝒙| = 𝒍𝒏
𝟏
√(𝟐𝒗 − 𝒗𝟐 + 𝟏)
⟹ √(𝟐𝒗 − 𝒗𝟐 + 𝟏) =
𝟏
|𝒄𝒙|
الطرفي بيع ر
بت
⟹ 𝟐𝒗 − 𝒗𝟐
+ 𝟏 =
𝒄𝟏
𝟐
𝒙𝟐
∴ 𝒙𝟐
+ 𝟑𝒙𝒚 − 𝒚𝟐
= 𝒌
==========================================================
:مثال
:التفاضلية المعادلة حل
(𝟑𝐱 − 𝐲)𝒚́ = 𝐱 + 𝐲
Sol
⟹ (𝟑𝐱 − 𝐲)
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝐱 + 𝐲 ⟹ (𝟑
𝐱
𝒙
−
𝐲
𝒙
)
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝐱
𝒙
+
𝐲
𝒙
⟹ (𝟑 −
𝐲
𝒙
)
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝟏 +
𝐲
𝒙
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝟏 +
𝐲
𝒙
(𝟑 −
𝐲
𝒙
)
باخذ
e
للطرفي
لكن
𝒗 =
𝒚
𝒙
نضع
v
بدل
𝒚
𝒙
2013 - 2
28. Ordinary Differential Equations 25
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝟏 + 𝒗
𝟑 − 𝐯
… (𝟏)
⟹ 𝒚 = 𝒗𝒙 ⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
… (𝟐)
𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝟏 + 𝒗
𝟑 − 𝐯
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝟏 + 𝒗
𝟑 − 𝐯
− 𝒗
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝒗𝟐
− 𝟐𝒗 + 𝟏
𝟑 − 𝐯
:ينتج اتالمتغت بفصل
⟹
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 =
𝟑 − 𝐯
𝒗𝟐 − 𝟐𝒗 + 𝟏
𝒅𝒗 ⟹
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 =
𝟑 − 𝐯
(𝒗 − 𝟏)𝟐
𝒅𝒗
⟹
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 =
−[(𝐯 − 𝟏) − 𝟐]
(𝒗 − 𝟏)𝟐
𝒅𝒗
⟹
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = −
[(𝐯 − 𝟏)]
(𝒗 − 𝟏)𝟐
−
𝟐
(𝒗 − 𝟏)𝟐
𝒅𝒗
⟹ ∫
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = − ∫
𝟏
𝒗 − 𝟏
𝒅𝒗 + ∫
𝟐
(𝒗 − 𝟏)𝟐
𝒅𝒗
⟹ ∫
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = − ∫
𝟏
𝒗−𝟏
𝒅𝒗 + 𝟐 ∫(𝒗 − 𝟏)−𝟐
𝒅𝒗
⟹ 𝒍𝒏 |𝒙| = −𝒍𝒏|𝒗 − 𝟏| − 𝟐(𝒗 − 𝟏)−𝟏
+ 𝒄
⟹ 𝒍𝒏 |𝒙| = −𝒍𝒏 |
𝒚
𝒙
− 𝟏| −
𝟐
𝒚
𝒙
− 𝟏
+ 𝒄
( من
1
( و )
2
:نحصل )
لكن
𝒗 =
𝒚
𝒙
29. Ordinary Differential Equations 26
∴ 𝒍𝒏|𝒚 − 𝒙| = −
𝟐𝒙
𝒚 − 𝒙
+ 𝒄
==========================================================
مثال
ال جد :
حل
ل العام
:التفاضلية لمعادلة
𝟐𝒙𝟐 𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒙𝟐
+ 𝒚𝟐
Sol
⟹ 𝟐
𝒙𝟐
𝒙𝟐
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝒙𝟐
𝒙𝟐
+
𝒚𝟐
𝒙𝟐
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝟏
𝟐
[𝟏 + (
𝐲
𝒙
)
𝟐
]
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝟏 + 𝒗𝟐
𝟐
… (𝟏)
⟹ 𝒚 = 𝒗𝒙 ⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
… (𝟐)
𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝟏 + 𝒗𝟐
𝟐
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝟏 + 𝒗𝟐
𝟐
− 𝒗
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝒗𝟐
− 𝟐𝒗 + 𝟏
𝟐
:ينتج اتالمتغت بفصل
⟹
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 =
𝟐
𝒗𝟐 − 𝟐𝒗 + 𝟏
𝒅𝒗 ⟹
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 =
𝟐
(𝒗 − 𝟏)𝟐
𝒅𝒗
⟹ ∫
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = + ∫
𝟐
(𝒗 − 𝟏)𝟐
𝒅𝒗
⟹ ∫
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = 𝟐 ∫(𝒗 − 𝟏)−𝟐
𝒅𝒗
نضع
v
بدل
𝒚
𝒙
( من
1
( و )
2
:نحصل )
30. Ordinary Differential Equations 27
⟹ 𝒍𝒏 |𝒙| = −𝟐(𝒗 − 𝟏)−𝟏
+ 𝒄
⟹
𝟏
𝟐
𝒍𝒏 |𝒙| + 𝒄𝟏 = −
𝟏
𝐯 − 𝟏
⟹ 𝒗 − 𝟏 = −
𝟐
𝒍𝒏 |𝒙| + 𝟐𝒄𝟏
⟹ 𝒗 = 𝟏 −
𝟐
𝒍𝒏 |𝒙| + 𝒄𝟐
⟹
𝒚
𝒙
= 𝟏 −
𝟐
𝒍𝒏 |𝒙| + 𝒄𝟐
∴ 𝒚 = 𝒙 −
𝟐𝒙
𝒍𝒏 |𝒙| + 𝒄𝟐
==========================================================
تمرين
:
حل
المعادالت من كال
التفاضلية
االتية
:
a) 𝒚́ =
𝐲
𝒙
+ 𝒆
𝒚
𝒙
Sol
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝐲
𝒙
+ 𝒆
𝒚
𝒙
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒗 + 𝒆𝒗
… (𝟏)
⟹ 𝒚 = 𝒗𝒙 ⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
… (𝟐)
لكن
𝒗 =
𝒚
𝒙
حيث
𝒄𝟐 , 𝒄𝟏
. اختيارية ثوابت
نضع
v
بدل
𝒚
𝒙
( من
1
( و )
2
:نحصل )
2012 – 2, 2013-1
31. Ordinary Differential Equations 28
𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
= 𝒗 + 𝒆𝒗
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
= 𝒗 + 𝒆𝒗
− 𝒗
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
= 𝒆𝒗
:ينتج اتالمتغت بفصل
⟹
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = 𝒆−𝒗
𝒅𝒗 ⟹ ∫
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = ∫ 𝒆−𝒗
𝒅𝒗
⟹ 𝐥𝐧|𝐱| = − 𝒆−𝒗
+ 𝒄
∴ 𝐜 = 𝐥𝐧|𝐱| + 𝒆−
𝒚
𝒙
==========================================================
b) (𝒚𝟐
− 𝐱𝐲)𝐝𝐱 + 𝒙𝟐
𝐝𝐲 = 𝟎
Sol
⟹ (
𝒚𝟐
𝒙𝟐
−
𝐱𝐲
𝒙𝟐
) 𝐝𝐱 +
𝒙𝟐
𝒙𝟐
𝐝𝐲 = 𝟎
⟹ ((
𝒚
𝒙
)𝟐
−
𝒚
𝒙
) 𝒅𝒙 + 𝒅𝒚 = 𝟎
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= − ((
𝒚
𝒙
)𝟐
−
𝒚
𝒙
)
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= −(𝒗𝟐
− 𝒗)
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒗 − 𝒗𝟐
… (𝟏)
⟹ 𝒚 = 𝒗𝒙 ⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
… (𝟐)
لكن
𝒗 =
𝒚
𝒙
نضع
v
بدل
𝒚
𝒙
( من
1
( و )
2
:نحصل )
2015 - 2
32. Ordinary Differential Equations 29
𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
= 𝒗 − 𝒗𝟐
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
= 𝒗 − 𝒗𝟐
− 𝒗
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
= −𝒗𝟐
المتغت بفصل
:ينتج ات
⟹
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = −𝒗−𝟐
𝒅𝒗 ⟹ ∫
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = − ∫ 𝒗−𝟐
𝒅𝒗
⟹ 𝐥𝐧|𝐱| = 𝒗−𝟏
+ 𝒄 ⟹ 𝐥𝐧|𝐱| =
𝟏
𝒗
+ 𝒄
⟹ 𝐥𝐧|𝐱| =
𝒙
𝒚
+ 𝒄
∴ 𝐥𝐧|𝐱| =
𝒙
𝒚
+ 𝒄
==========================================================
c) (𝐱 + 𝟐𝐲)𝐝𝐱 + (𝟐𝐱 + 𝟑𝐲)𝐝𝐲 = 𝟎
Sol
⟹ (𝟐𝒙 + 𝟑𝒚)𝒅𝒚 = −(𝒙 + 𝟐𝒚)𝒅𝒙
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= −
(𝒙 + 𝟐𝒚)
(𝟐𝒙 + 𝟑𝒚)
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= −
(
𝒙
𝒙
+ 𝟐
𝒚
𝒙
)
(𝟐
𝒙
𝒙
+ 𝟑
𝒚
𝒙
)
لكن
𝒗 =
𝒚
𝒙
نضع
v
بدل
𝒚
𝒙
33. Ordinary Differential Equations 30
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= −
(𝟏 + 𝟐
𝒚
𝒙
)
(𝟐 + 𝟑
𝒚
𝒙
)
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= −
(𝟏 + 𝟐𝒗)
(𝟐 + 𝟑𝒗)
… (𝟏)
⟹ 𝒚 = 𝒗𝒙 ⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
… (𝟐)
𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
= −
(𝟏 + 𝟐𝒗)
(𝟐 + 𝟑𝒗)
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
= −
(𝟏 + 𝟐𝒗)
(𝟐 + 𝟑𝒗)
− 𝒗
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
= −
(𝟏 + 𝟐𝒗) − 𝒗(𝟐 + 𝟑𝒗)
(𝟐 + 𝟑𝒗)
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
−𝟏 − 𝟐𝒗 − 𝟐𝒗 − 𝟑𝒗𝟐
(𝟐 + 𝟑𝒗)
=
−𝟏 − 𝟒𝒗 − 𝟑𝒗𝟐
(𝟐 + 𝟑𝒗)
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
= −
𝟑𝒗𝟐
+ 𝟒𝒗 + 𝟏
(𝟐 + 𝟑𝒗)
:ينتج اتالمتغت بفصل
⟹
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = −
𝟐 + 𝟑𝒗
𝟑𝒗𝟐 + 𝟒𝒗 + 𝟏
𝒅𝒗 ⟹ ∫
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = −
𝟏
𝟐
∫
𝟐(𝟑𝒗 + 𝟐)
𝟑𝒗𝟐 + 𝟒𝒗 + 𝟏
𝒅𝒗
⟹ 𝒍𝒏|𝒙| = −
𝟏
𝟐
𝒍𝒏 |𝟑(
𝒚
𝒙
)𝟐
+ 𝟒
𝒚
𝒙
+ 𝟏| + 𝒍𝒏|𝒄|
⟹ 𝒍𝒏|𝒄| − 𝒍𝒏|𝒙| = 𝒍𝒏 |𝟑(
𝒚
𝒙
)𝟐
+ 𝟒
𝒚
𝒙
+ 𝟏|
𝟏
𝟐
⟹ 𝒄 − 𝒙 = (𝟑
𝒚𝟐
𝒙𝟐
+ 𝟒
𝒚
𝒙
+ 𝟏)
𝟏
𝟐
( من
1
( و )
2
:نحصل )
لكن
𝒗 =
𝒚
𝒙
34. Ordinary Differential Equations 31
⟹ [𝒄𝟐
− 𝟐𝒙𝒄 + 𝒙𝟐
= 𝟑
𝒚𝟐
𝒙𝟐
+ 𝟒
𝒚
𝒙
+ 𝟏] × 𝒙𝟐
∴ 𝒄𝟐
𝒙𝟐
− 𝟐𝒙𝟑
𝒄 + 𝒙𝟒
= 𝟑𝒚𝟐
+ 𝟒𝒙𝒚 + 𝒙𝟐
==========================================================
d)
𝐝𝐲
𝒅𝒙
=
𝒙𝟐+𝒚𝟐
𝟐𝒙𝒚
Sol
⟹
𝐝𝐲
𝒅𝒙
=
𝒙𝟐
𝒙𝟐 +
𝒚𝟐
𝒙𝟐
𝟐
𝒙𝒚
𝒙𝟐
⟹
𝐝𝐲
𝒅𝒙
=
𝟏 + (
𝒚
𝒙
)𝟐
𝟐
𝒚
𝒙
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝟏 + 𝒗𝟐
𝟐𝒗
… (𝟏)
⟹ 𝒚 = 𝒗𝒙 ⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
… (𝟐)
𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝟏 + 𝒗𝟐
𝟐𝒗
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝟏 + 𝒗𝟐
𝟐𝒗
− 𝒗
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝟏 + 𝒗𝟐
− 𝟐𝒗𝟐
𝟐𝒗
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝟏 − 𝒗𝟐
𝟐𝒗
الطرفين بتربيع
نضع
v
بدل
𝒚
𝒙
( من
1
( و )
2
:نحصل )
35. Ordinary Differential Equations 32
:ينتج اتالمتغت بفصل
⟹
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 =
𝟐𝒗
𝟏 − 𝒗𝟐
𝒅𝒗 ⟹ ∫
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = − ∫
−𝟐𝒗
𝟏 − 𝒗𝟐
𝒅𝒗
⟹ 𝒍𝒏|𝒙| = −𝒍𝒏|𝟏 − 𝒗𝟐
| + 𝒄
⟹ 𝒍𝒏|𝒙| = 𝒍𝒏 |𝟏 − (
𝒚
𝒙
)𝟐
|
−𝟏
+ 𝒄
========================================================
e) (𝒚𝟐
− 𝒙𝟐)𝐝𝐱 + 𝐱𝐲𝐝𝐲 = 𝟎
Sol
⟹ (𝒚𝟐
− 𝒙𝟐)𝐝𝐱 = −𝐱𝐲𝐝𝐲 ⟹
𝐝𝐲
𝒅𝒙
= −
(𝒚𝟐
− 𝒙𝟐)
𝐱𝐲
⟹
𝐝𝐲
𝒅𝒙
= −
−(𝒙𝟐
− 𝒚𝟐)
𝐱𝐲
⟹
𝐝𝐲
𝒅𝒙
=
(𝒙𝟐
− 𝒚𝟐)
𝐱𝐲
⟹
𝐝𝐲
𝒅𝒙
=
(
𝒙𝟐
𝒙𝟐 −
𝒚𝟐
𝒙𝟐)
𝐱𝐲
𝒙𝟐
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝟏 − (
𝒚
𝒙
)𝟐
𝐲
𝒙
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝟏 − 𝒗𝟐
𝒗
… (𝟏)
⟹ 𝒚 = 𝒗𝒙 ⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
… (𝟐)
𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝟏 − 𝒗𝟐
𝒗
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝟏 − 𝒗𝟐
𝒗
− 𝒗
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝟏 − 𝒗𝟐
− 𝒗𝟐
𝒗
لكن
𝒗 =
𝒚
𝒙
نضع
v
بدل
𝒚
𝒙
( من
1
( و )
2
:نحصل )
36. Ordinary Differential Equations 33
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝟏 − 𝟐𝒗𝟐
𝒗
:ينتج اتالمتغت بفصل
⟹
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 =
𝒗
𝟏 − 𝟐𝒗𝟐
𝒅𝒗 ⟹ ∫
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = −
𝟏
𝟒
∫
(−𝟒)𝒗
𝟏 − 𝟐𝒗𝟐
𝒅𝒗
⟹ 𝒍𝒏|𝒙| = −
𝟏
𝟒
𝒍𝒏|𝟏 − 𝟐𝒗𝟐
| + 𝒄
⟹ 𝒍𝒏|𝒙| = 𝒍𝒏 |𝟏 − 𝟐(
𝒚
𝒙
)𝟐
|
−
𝟏
𝟒
+ 𝒄
==========================================================
f) 𝒙𝟐
𝐲𝐝𝐱 = (𝒙𝟑
+ 𝒚𝟑
)𝒅𝒚
Sol
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝒙𝟐
𝒚
𝒙𝟑 + 𝒚𝟑
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝒙𝟐
𝒚
𝒙𝟑
𝒙𝟑
𝒙𝟑 +
𝒚𝟑
𝒙𝟑
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝒚
𝒙
𝟏 + (
𝒚
𝒙
)𝟑
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
=
𝒗
𝟏 + 𝒗𝟑
… (𝟏)
⟹ 𝒚 = 𝒗𝒙 ⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
… (𝟐)
𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝒗
𝟏 + 𝒗𝟑
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝒗
𝟏 + 𝒗𝟑
− 𝒗
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
𝒗 − 𝒗(𝟏 + 𝒗𝟑
)
𝟏 + 𝒗𝟑
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
=
−𝒗𝟒
𝟏 + 𝒗𝟑
لكن
𝒗 =
𝒚
𝒙
نضع
v
بدل
𝒚
𝒙
( من
1
( و )
2
:نحصل )
2016 - 1
37. Ordinary Differential Equations 34
:ينتج اتالمتغت بفصل
⟹
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = −
𝟏 + 𝒗𝟑
𝒗𝟒
𝒅𝒗 ⟹ ∫
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = − ∫
𝟏 + 𝒗𝟑
𝒗𝟒
𝒅𝒗
⟹ ∫
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = − ∫
𝟏
𝒗𝟒
𝒅𝒗 − ∫
𝒗𝟑
𝒗𝟒
𝒅𝒗
⟹ ∫
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = − ∫ 𝒗−𝟒
𝒅𝒗 − ∫
𝟏
𝒗
𝒅𝒗
⟹ 𝒍𝒏|𝒙| + 𝒍𝒏|𝒗| =
𝒗−𝟑
𝟑
+ 𝒄
⟹ 𝒍𝒏|𝒙| + 𝒍𝒏 |
𝒚
𝒙
| =
(
𝒚
𝒙
)−𝟑
𝟑
+ 𝒄
⟹ 𝒍𝒏 |𝒙.
𝒚
𝒙
| =
𝟏
𝟑(
𝒚
𝒙
)𝟑
+ 𝒄
∴ 𝒍𝒏|𝒚| =
𝒙𝟑
𝟑𝒚𝟑
+ 𝒄
==========================================================
g) 𝒙(
𝐝𝐲
𝒅𝒙
− 𝐭𝐚𝐧
𝒚
𝒙
) = 𝐲
Sol
⟹
𝐝𝐲
𝒅𝒙
− 𝐭𝐚𝐧
𝒚
𝒙
=
𝒚
𝒙
⟹
𝐝𝐲
𝒅𝒙
= 𝐭𝐚𝐧
𝒚
𝒙
+
𝒚
𝒙
لكن
𝒗 =
𝒚
𝒙
نضع
v
بدل
𝒚
𝒙
38. Ordinary Differential Equations 35
⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝐭𝐚𝐧 𝒗 + 𝒗 … (𝟏)
⟹ 𝒚 = 𝒗𝒙 ⟹
𝒅𝒚
𝒅𝒙
= 𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
… (𝟐)
𝒗 + 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
= 𝐭𝐚𝐧 𝒗 + 𝒗 ⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
= 𝐭𝐚𝐧 𝒗 + 𝒗 − 𝒗
⟹ 𝒙
𝒅𝒗
𝒅𝒙
= 𝐭𝐚𝐧 𝒗
:ينتج اتالمتغت بفصل
⟹
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 =
𝟏
𝐭𝐚𝐧 𝒗
𝒅𝒗 ⟹
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 =
𝒄𝒐𝒔 𝒗
𝒔𝒊𝒏 𝒗
𝒅𝒗
⟹ ∫
𝟏
𝒙
𝒅𝒙 = ∫
𝒄𝒐𝒔 𝒗
𝒔𝒊𝒏 𝒗
𝒅𝒗
⟹ 𝒍𝒏|𝒙| = 𝒍𝒏|𝒔𝒊𝒏 𝒗| + 𝒍𝒏|𝒄| ⟹ 𝒍𝒏|𝒙| = 𝒍𝒏|𝒄 𝒔𝒊𝒏 𝒗|
⟹ 𝒍𝒏|𝒙| = 𝒍𝒏|𝒄 𝒔𝒊𝒏
𝒚
𝒙
|
( من
1
( و )
2
:نحصل )
لكن
𝒗 =
𝒚
𝒙