Exponential Solution
1. نبدأ ببيان المسألة: نحن نبحث عن الحل الوحيد للمعادلة التفاضلية $$y' = y$$ مع الشرط الابتدائي $$y(0) = 1$$.
2. لحل المعادلة التفاضلية: المعادلة هي من نوع المعادلات التفاضلية الخطية من الدرجة الأولى ويمكن حلها بفصل المتغيرات أو استخدام الطريقة المعروفة للحل:
$$\frac{dy}{dx} = y \implies \frac{dy}{y} = dx$$
3. بالتكامل على كلا الطرفين:
$$\int \frac{dy}{y} = \int dx \implies \ln|y| = x + C$$
4. نأخذ الأس كي نحصل على:
$$|y| = e^{x+C} = e^Ce^x$$
5. نعيد كتابة الثابت على شكل $$A = e^C$$، إذن:
$$y = A e^x$$
6. من الشرط الابتدائي $$y(0) = 1$$، نحصل على:
$$1 = A e^0 = A \implies A = 1$$
7. إذن الحل النهائي هو:
$$y = e^x$$
8. أما المعادلة الدالية $$f(x+y) = f(x) \times f(y)$$ مع الشرط $$f'(x) = f(x)$$ و $$f(0) = 1$$ توضح أن دالة $$f$$ هي الدالة الأسية النيبيرية $$\exp(x) = e^x$$، لأنها تحقق خاصية الإضافة والتفاضل المحدد.
9. بالنسبة للدالة $$H(x) = \frac{g(x)}{f(x)}$$ حيث $$g$$ تحقق علاقة معينة، نحسب مشتقة $$H$$ باستخدام قاعدة القسمة:
$$H'(x) = \frac{g'(x) f(x) - g(x) f'(x)}{[f(x)]^2}$$
إذ أن $$f'(x) = f(x)$$، فيمكن تبسيط التعبير حسب العلاقة المعطاة لـ $$g$$.
10. الخلاصة، الدالة $$f(x) = e^x$$ هي الحل الوحيد للمعادلة التفاضلية والمعادلة الدالية بهذا الشرط الابتدائي، وهي تُعرف بالدالة الأسية النيبيرية وترمز لها بالرمز $$\exp$$.