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.