记住公式,会算拉普拉斯变换和拉普拉斯逆变换

7.1 拉氏变换的定义

拉氏变换也是一种映射,把实函数映射为复函数;一般而言,象原函数在时域上,象函数在频域上。
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一般而言,指时间,而是为了保证只有的时候函数才有意义
在不引起混淆时,一般规定:一般被省略

特殊的,
实际上,这可以看作频移性质:

拉氏变换的存在性定理(不要求掌握)

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  • 只是充分条件而不是必要条件

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例 求拉氏变换
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7.2 拉氏变换的基本性质

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在后面的内容里,总是假设拉氏变换存在

线性性质

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把三角转化为指数形式;利用线性性质,套用之前的公式就可以得到结果


例5 求
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平移性质

时移性质(象原函数的平移)

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注意:这里如果省略,则可能混淆截断点;
这里不是函数平移了,而是截断点和函数一起平移了

证明:
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例:几个简单的例子
  • 正向使用
  • 反向使用
例 设以T为周期,求
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重要结论:周期函数的拉氏变换

频移性质(象函数的平移)

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几个简单的例子:

微分性质

象原函数的微分性质

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象函数的微分性质

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例10
熟悉公式,会用即可

积分性质

象原函数积分性质

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用微分性质证明;微分和积分互为逆运算。
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象函数积分性质

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例11
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推论:
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极限性质(仅作了解)

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卷积性质

卷积定义

卷积满足结合律,交换律,对加法的分配律(和乘法的运算规律一样)
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卷积定理

卷积的拉普拉斯变换等于拉普拉斯变换的乘积 乘积的拉普拉斯逆变换等于卷积
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例15 ,求
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7.3 拉氏逆变换

本节介绍的几种求法
已知象函数去求象原函数,除了运用LT表(或者说记结论)(有时候还要用分解法去凑一下)及拉氏变换性质外,还可以用卷积定理、展开定理留数的方法

留数的方法

定理7.3.1 反演公式(仅作了解)

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  • 右边的积分路径实际上是指沿着右侧的一条垂直于实轴的直线积分

定理7.3.2 利用留数计算

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  • 全部奇点都在某个左半平面
  • s在左半平面趋向于无穷时,趋向于0;也就是说在某个左半平面收敛

例 用分解法-留数法-卷积法计算的拉氏逆变换
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习题7.9(4)求拉氏逆变换:
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不能用留数!因为,F(s)并不趋向于0;例如从负向趋向于无穷的时候; 本质上的原因可能是:复数域只有一个
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习题7.12 求下列方程的解
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习题7.9(6)
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习题7.2
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历年题
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历年题
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出现时移的时候,需要加上时间阶跃函数

习题8.2 求拉氏变换
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习题8.5.9
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历年题 ,求拉普拉斯变换
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题目打错了、、但懒得改了,应该没有写错

历年题 求拉普拉斯逆变换
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定理7.3.3 展开定理

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例20 求
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7.5 拉普拉斯变换的应用

求常系数线性常微分方程的初值问题

例 求方程的解
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