Теорема: если f(t)=0,
то F(p)=0 и обратно: если F(p)0, то f(t)
0.\
Теорема линейности: пусть и
функции оригиналы с индексами роста
и
,
тогда для произвольных коэффициентов
имеет место соотношение:
с полуплоскостью сходимости
.
Теорема диффиринцирование оригинала: если вместе с f(t) её производной является функцией
оригиналом, то
Доказательство.
По определению: .
Теорема интегрирования оригинала: если f(t) функция оригинал, то так
же функция оригинал и его изображение будет
.
Доказательство.
Обозначим и покажем что эта
функция является функцией оригиналом. Пусть
,
оценим
Переведем в изображение:
Теорема подобия: если произвольное
число, то
Доказательство.
Теорема диффиринцирование изображения: если f(t)=F(p) и n натуральное
число, то .
Доказательство.
Выпиши формулу для F(p) и продиффиринцируем её:
Теорема интегрирования изображения: если f(t)=F(p) и функция оригинал, то
, где интегрирование производится по
кривой соединяющей точки p и
в полуплоскости сходимости оригинала
.
Доказательство.
Пусть
Свертка.
Пусть функция f(t)
и g(t) определены при всех t. Сверткой функции f(t) и g(t) называют
функции .
Свойства:
1)Операция свертки коммутативна, т.е. обе части равенства имеют смысл.
Доказательство.
2)Для функций оригиналов f(t) и g(t) операция
свертки всегда выполнима причем .
3)Свертка функции оригиналов f(t) и g(t) с
индексом роста и
так
же функция оригинал, чей индекс роста не превосходит вилечены
.
Доказательство.
Теорема умножения: если f(t)=F(p) g(t)=G(p), то F(p)G(p)=(f*g)(t).
Доказательство.
Теорема Дюамеля: если f(t) и g(t) и g'(t) функции оригиналы, то
Доказательство.
Изображение кусочно-линейной и периодической функции.
Кусочно-линейная:
Пусть в точке разрыва
функции f(t) или f'(t).
-
скачек функции в узлах,
- скачек производной
в узлах стыка, тогда
.
.
Изображение периодической функции.
Пусть , где
- периодическая с периодом Т функция
.
Нахождение оригиналов по изображению.
Если изображение дробно-рациональная
функция, то дробь раскладывается на простые дроби и для каждой простой дроби
оригинал находится по таблице или используя свойства
Теорема разложения: пусть F(p) имеет в бесконечности правильную точку причем его
разложение в окрестности бесконечности имеет вид: ,
тогда оригиналом является k(t)f(t), где
причем
ряд сходится при всех t.
Теорема Жордана: пуст для бесконечность
правильная точка и
имеет на всей плоскости только
конечное число изолированных особых точек
.
дуга
окружности расположенная в полуплоскости
,
тогда
.
Вторая теорема разложения: если изображение есть
дробно-рациональная функция , то оригиналом
является
.
Доказательство.
.
Так как количество полюсов конечно, то все полюса находятся на большом расстоянии от нуля. Проведем прямую и дугу окружности такого радиуса что бы все полюса попали внутрь фигуры.
Устремим R к
бесконечности, тогда .
Применение операционного вычисления для ДУ.
f(t) – функция оригинал.
y(t) – функция оригинал.
Пусть y(t)=Y(p), f(t)=F(p)
f(t) – входной сигнал
F(p) – изображение входного сигнала
y(t) – реакция или отклик системы на входной сигнал
Y(p) – операторный отклик
- операторная проводимость или
передаточная функция.
- характеристическое
уравнение.
Пусть B(p)0, тогда
-
операторный отклик равен умножению изображению входного сигнала на передаточную
функцию. Определить реакцию системы на различные входные сигналы при различных
начальных условиях.
V(t) – его решение,
Аналогично операционным методом решают системы ДУ.
Уравнения математической физики.
Уравнения колебания струны.
XOU – система координат, U – отклонение струны от положения равновесия.
, где х – абсцисса точки, t – время,
-
угловой коэффициент к графику в точке с абсциссой х. При любом фиксированном t U(x,t) – это положение струны в момент
времени t. При фиксированном х U(x,t) – закон движения точки с
абсциссой х вдоль прямой параллельной OY.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.