Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ТФКП_1_2 / tfkp

.pdf
Скачиваний:
54
Добавлен:
11.05.2014
Размер:
1.91 Mб
Скачать

Логинов А.С. Лекции по ТФКП

13

 

eαt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p + α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α 2

 

 

 

 

 

 

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

e 4t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 2

αt

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πα

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos 2

 

αt

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πα

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p sin

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πt

2t

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p cos p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πt

 

2t

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

 

1

sinωt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 + ω 2

 

p

 

 

 

 

 

 

πt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

2

+ ω

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosωt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

2

+

ω

2

+ p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p 2

 

+ ω 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 1.

x''+a2 x = b sin at , начальные данные x(0) = x , x'(0) = x ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

b sin at ÷ b

 

a

, поэтому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 + a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( p2 + a2 ) X ( p) =

 

ab

 

 

+ px + x , X ( p) =

 

 

 

ab

 

+ x

 

 

p

+ x

 

 

 

1

 

 

p2 + a2

( p2

+ a2 )2

 

 

 

 

 

 

 

+ a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

0 p2 + a2

1 p2

Согласно 5 из таблицы

 

 

px0

 

 

 

 

÷ x0 cos at ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 + a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

согласно 4 из таблицы

 

 

x1

 

 

 

÷ x1

 

sin at

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 + a2

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

согласно 6 из таблицы t sin at ÷

Im( p + ia)2

 

=

 

 

 

2 pa

 

 

, отсюда, используя свойство

( p2 + a2 )2

 

 

( p2 + a2 )2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интегрирования оригинала, получим t sin atdt ÷

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( p

2

+ a

2

)

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ab

 

 

 

 

 

 

b

t

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

÷

t sin atdt =

 

(sin at at cos at). Окончательно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

+ a

2

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

( p

 

 

)

 

 

2

0

 

 

 

 

 

2a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin at

 

 

 

 

 

 

b

sin at

 

 

 

 

bt

 

x(t) =

 

 

 

 

 

(sin at at cos at) + x cos at + x

 

 

 

 

 

 

 

=

x

+

 

 

 

 

 

 

+ x

 

 

 

cos at

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

1

 

 

 

a

 

 

 

 

1

 

 

 

2a

a

 

0

 

2a

Пример 2. x′′′+3x′′+3x′+x=1, нулевые начальные условия.

61

Логинов А.С. Лекции по ТФКП

(p+1)3X(p)=1/p, X ( p) =

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

=

1

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

. Откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p( p + 1)3

p

p + 1

 

( p + 1)2

( p + 1)3

x(t) = 1 − et tet

t 2

et

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3. x′′′+x=1, нулевые начальные условия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X ( p) =

 

 

1

 

 

 

Оригинал находим по второй теореме Хевисайда

 

 

 

 

 

p( p3 + 1)

 

x(t) = H (t)Re s

 

 

 

 

e pt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p( p

3

+ 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re s = Re s

 

 

e pt

 

 

 

+ Re s

 

 

 

e pt

 

 

+

 

Re s

 

 

 

 

 

e pt

+

 

Re s

 

 

e pt

 

 

 

 

 

3

+1)

 

 

 

 

3

+1)

 

 

 

 

 

 

3

+1)

 

 

 

 

3

+1)

 

 

p( p

p( p

 

 

 

 

 

3 ) p( p

 

k

0

 

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

0.5(1+i 3 ) p( p

 

 

 

0.5(1−i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

i t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

2

 

 

 

 

t

3

 

 

 

 

 

 

 

x(t) = 1 −

 

 

+ 2 Re

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1

 

 

e

2

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

3

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3. x′′′+x=1, нулевые начальные условия.

X ( p) =

 

 

 

1

 

 

 

=

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

, z =

1

(1 + i

 

 

 

 

 

 

 

 

p( p3 + 1)( p z )( p z

 

 

 

 

p( p3 + 1)

 

2

)

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По второй теореме Хевисайда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e pt

 

 

 

 

e pt

 

 

 

 

 

 

e pt

x(t) = H (t) Re s

 

 

 

 

 

 

+ Re s

 

 

 

 

 

+ Re s

 

 

 

 

 

p( p

3

 

 

 

p( p

3

+ 1)

 

p( p

3

+ 1)

 

 

 

0

 

 

+ 1) −1

 

 

 

 

z1

 

 

 

 

e

t

 

 

 

 

 

e

z1t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= H (t) 1

 

 

+ 2 Re

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

− 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1

(1 − i

 

 

3), z

2

3)

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ Re s

 

 

e pt

 

=

 

 

 

 

 

 

p( p

3

+ 1)

z 2

 

 

 

 

Пример 4. d 4 x + 2 d 2 x + x = sin t , нулевые условия. Используя 4 из таблицы, получим

dt 4

dt 2

X ( p) =

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

1

 

 

.

По второй теореме Хевисайда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( p4 + 2 p2 + 1)( p2 + 1)

( p2 + 1)3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

pt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

pt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

2

 

 

e

pt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(t) = H (t) Re s

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

+ Re s

2

 

 

 

 

3

 

 

= H (t)2 Re

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

=

 

 

( p

 

+

1)

 

 

+ 1)

 

dp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i ( p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( p + i)

 

 

p =i

 

1

(3 − t

3

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H (t)

 

 

) sin t

 

 

 

t cos t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 5. x′′+ω2x=a[H(t)-H(t-b)], нулевые начальные условия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X ( p)( p2 + ω 2 ) =

a

 

a

ebp , X ( p) =

a(1 − ebp )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p( p2 + ω 2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

÷ x(t) , по второй теореме Хевисайда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p( p2 + ω 2 )

p( p )( p + )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ae pt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ae pt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ae pt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(t) = H (t) Re s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ Re s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ Re s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

p( p

2

 

+ ω

2

)

 

p( p

2

+

ω

2

)

 

 

 

 

2

+

ω

2

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p( p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ae

pt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ae

pt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= H (t)

a

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ Re s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω 2

 

 

 

p( p + )

 

 

 

 

 

 

 

 

p( p )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p = −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= H (t)

a

 

+

 

 

 

aeiωt

 

 

 

+

aeiωt

 

= H (t)

a

 

 

a

 

2 cosωt

 

= H (t)

 

2a

sin 2 ωt

 

 

2

 

2

 

 

2

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

ω

 

 

 

 

 

 

2

 

 

ω

 

 

 

 

2ω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω

 

 

 

 

62

Логинов А.С. Лекции по ТФКП

Свойство запаздывания дает

aebp

÷

2a

sin2

p( p2 + ω 2 )

 

 

ω 2

Окончательно x(t) =

2a

sin 2 ωt

H (t) − sin 2 ω (t

 

ω

2

 

2

2

 

 

Пример 7.

x′+ax=f(t), нулевые условия

X ( p) =

F ( p)

 

 

 

p + a

 

 

 

 

 

 

 

1

÷ g(t) = eat H (t)

F ( p) ÷ f (t)H (t),

 

p + a

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

F ( p)

÷ ( f * g)(t)

= f (τ )H (τ ) g(t τ )=

 

 

p + a

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

t

= f (τ )ea (t τ )

ω (t b) H (t b) 2

b) H (t b)

f (τ )H (τ )ea (t τ ) H (t τ )=

−∞

0

63

Соседние файлы в папке ТФКП_1_2