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。
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)
- 只是充分条件而不是必要条件
例 求拉氏变换
7.2 拉氏变换的基本性质
在后面的内容里,总是假设拉氏变换存在
线性性质
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
平移性质
时移性质(象原函数的平移)
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:
例:几个简单的例子
- 正向使用
- 反向使用
例 设以T为周期,求
重要结论:周期函数的拉氏变换
频移性质(象函数的平移)
几个简单的例子:
微分性质
象原函数的微分性质
象函数的微分性质
例10
熟悉公式,会用即可
积分性质
象原函数积分性质
用微分性质证明;微分和积分互为逆运算。
象函数积分性质
例11
推论:
极限性质(仅作了解)
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)
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
例15 ,求
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、展开定理和留数的方法
留数的方法
定理7.3.1 反演公式(仅作了解)
- 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
- 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
习题7.9(4)求拉氏逆变换:
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:复数域只有一个点
习题7.12 求下列方程的解
习题7.9(6)求
习题7.2
历年题
历年题
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
习题8.5.9
历年题 ,求拉普拉斯变换
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
定理7.3.3 展开定理
例20 求
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