Example Question - linear differential equation

Solving Differential Equations

<p>سنقوم بحل المعادلات التفاضلية الأربعة.</p> <p>المعادلة (1): \( y'' - 2y' - 3y = e^{2x} \)</p> <p>حل المعادلة التكميلية: \( r^2 - 2r - 3 = 0 \)</p> <p>\( r = 3, -1 \)</p> <p>حل الجزء الخاص: \( y_p = Ae^{2x} \)</p> <p>\( y_p' = 2Ae^{2x} \)</p> <p>\( y_p'' = 4Ae^{2x} \)</p> <p>نعوض في المعادلة الأصلية: \( 4Ae^{2x} - 4Ae^{2x} - 3Ae^{2x} = e^{2x} \)</p> <p>نحصل على \( A = -\frac{1}{3} \)</p> <p>الحل العام: \( y = C_1e^{3x} + C_2e^{-x} - \frac{1}{3}e^{2x} \)</p> <p>المعادلة (2): \( y' - y = e^x \)</p> <p>عامل التكامل: \( \mu(x) = e^{-x} \)</p> <p>\( e^{-x}y' - e^{-x}y = 1 \)</p> <p>\( \frac{d}{dx}(e^{-x}y) = 1 \)</p> <p>\( e^{-x}y = x + C \)</p> <p>الحل العام: \( y = e^x(x + C) \)</p> <p>المعادلة (3): \( y' = x - 2xy \)</p> <p>\( y' + 2xy = x \)</p> <p>عامل التكامل: \( \mu(x) = e^{2x} \)</p> <p>\( e^{2x}y' + 2xe^{2x}y = xe^{2x} \)</p> <p>\( \frac{d}{dx}(e^{2x}y) = xe^{2x} \)</p> <p>\( e^{2x}y = \frac{1}{2}x^2e^{2x} + Ce^{2x} \)</p> <p>الحل العام: \( y = \frac{1}{2}x^2 + Ce^{-2x} \)</p> <p>المعادلة (4): \( xdy + 2(y - 4x^2)dx = 0 \)</p> <p>بفصل المتغيرات: \( \frac{dy}{dx} = \frac{8x^2 - 2y}{x} \)</p> <p>معادلة تفاضلية غير متجانسة، وحلها يتطلب أساليب متقدمة ولا يمكن حلها بالتكامل المباشر.</p>