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

книги из ГПНТБ / Шелковников Ф.А. Сборник упражнений по операционному исчислению учебное пособие для студентов вузов

.pdf
Скачиваний:
79
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
4.77 Mб
Скачать

3)

■--- — cos —

4) — — sin — ;

 

V p

p

 

V p

p

5)

c h 2 l / ар

6)

s h l V ap

 

------— .

 

 

 

V

яр

 

V a n

 

20.Найти оригиналы, соответствующие изображениям:

,, . shap

2) ch V а р _

p s h b P'

p c h V b i ’

sh (n — m) q

, если

ch q — 1

-j

p 2

3) -----------------

, m и n -

sh nq

 

 

 

2a2

числа, n >

m.

 

 

 

ch ( n ~ m ) q

, если

ch q =

1 +

2a2p 2, т и

4) -----------------

sh ^-sh nq

 

 

 

 

ные числа,

n > tn.

 

 

 

21. Найти изображения функций:

1) интегрального синуса

si

 

\

sin t

(х)

dt,

 

2) интегрального косинуса

 

 

 

натуральный

n — натураль-

 

(*

cos t

 

 

 

 

ci (•*) = —

dt ■

 

 

22. Найти изображения интегралов Френеля:

 

 

 

х

 

 

 

cos t

sin t

2)

c (x)

1) s ( x ) =

dt;

dt.

V

2я t

 

 

V

2ftt

W

23.

К-м синус'ой порядка' п

называется-

функция, изображение ко ­

торой имеет вид

nk—1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р п +

(At

2 , . . . ,

п).

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Обозначим 6-й синус порядка п символом f (х ; к, п).

 

 

Показать,

что

1

 

I

X

X

X

X

 

1)

f (х;

 

 

 

 

1 ,4 ) = — — [ ch — — sin —— — sh — —- cos

 

 

 

 

 

 

V

2

\ V 2

V 2

V 2

V 2 ]’

 

2)

f ( x ;

2,

4) =

s h —^ tzsin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ 2

 

V

2

 

 

 

 

3)

f (x;

3,

 

 

 

 

X

X

X

X

 

4) = — — f ch —— sin —— + sh — — cos

 

 

 

 

 

 

V

2

{ V 2

V~2

V 2

V IJ

 

4)

f ( x \

4,

4) =

 

X

 

X

 

 

 

 

 

c h — — co s--—.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

2

V 2

 

 

 

24.

К)-м гиперболическим

синусом порядка n называется функция,

изображение которой имеет вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р п -

■(* = 1,

2 ........ л).

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Обозначим

к

гиперболический синус

порядка п

символом

h (х ; k, я ) . '

 

что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Показать,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

h{x\

1,

4) =

- ^ - (s h x

— sin х);

 

 

 

 

2) h(x-

2,

 

4) =

(ch x — cos*);

 

 

 

 

3)

h( x\

3,

4) =

(sh x

4- sin x)\

 

 

 

 

4)

h(x;

4,

4) =

1

(ch x ■+ cos x).

 

 

 

 

 

 

 

11

25.Зная, что при а > 0 и &>0

 

~аЧг - Т г „

=

У

*

-•2аЪ

 

 

dt

-------- е

 

 

 

 

 

2

а

 

 

найти изображение функции

 

 

 

 

 

 

 

 

о.-

 

 

 

 

/(-»•) =

е

~4х

 

 

 

 

V л х

 

 

 

 

 

 

 

26.

Найти изображения функций

 

 

 

 

 

1) ех Erf ( 1 /7 ) ; 2)

Erf с ( -----

 

 

 

 

 

\

2 У х

)

 

 

X

 

 

 

 

 

где Erf х = ---- — \

e ~ l*dt и Erf сх =

1 Erf х.

Уя 0*

27.Полином п-й степени

П

М * ) = Е

называется полиномом ЛагерраЧебышева. Найти изображение это­ го полинома.

28. Полином вида

L a (х) = у (— 1)kV{rt+a + 1) х к

(а > — 1),

п(Х> 2-1 Г ( д + 1 + k ) - ( n ~ k ) \ ' k\

называется обобщенным полиномом Лагерра—Чебышева. Найти изображение ха /.“ (х).

12

29. Полиномы, определяемые формулой

/ М * ) - X /г! (/г — 2*)!

*=о

называются полиномами Эрмита. Найти изображения оригиналов

 

1) ~ ~ Н 2п ( / 7 ) ;

2) / / M +‘ ( V 7 ) .

 

 

V*

 

 

 

 

 

30.

Доказать, что

 

 

 

 

 

 

1) L ~ T (х ) =

( ~ 1)Я H m ( V x ) \

 

 

 

22п п\

 

 

 

 

2) LI (х) :

( - 1 )»

я 2„+1( у У )

 

 

 

 

 

V I

 

 

22л+1я!

 

 

 

31.

Пользуясь теоремой смещения

и теоремой дифференцирования

оригинала, доказать, что

 

 

 

 

 

„х

лп

 

 

ех х - а л п

 

1) Ln (x) =

d x n

(хпе~х )\

2) L° (х) = — — — (хп ^ ae - v).

 

п\

 

 

п\

d x n

32.

Пусть

 

 

 

 

 

 

?и (р)-т> sin” д:

и

<ря г2(/») -г»- sin"

i 2JT.

 

 

(я +

1) (п 4- 2)

 

Доказать, что ?Л42 (д) = — ——— — — ■?«(/>).

 

Р‘ + (п + 2)2

33.Найти изображения функций

1) / (лг) = sin2/!je;

2) ,§• (х) = sin2n+ix.

* Символ

означает целую часть числа

13

34. Найти оригинал, соответствующий изображению

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( р 2 +

а?)п

 

 

 

35.

Считая т, п и s

целыми положительными числами, доказать, что

 

 

____________ I____________

 

 

 

т

( - ^ c k„+k

 

 

 

 

 

 

 

1) ( р + а) т ^ ( р + Ь)Пх1

 

 

 

k=0

(b — a)n+1+k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x m~ k

 

 

n

 

( -

') bC % +k

x n~ k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

(m k)\ +e~bxX

(a — b)m+l+k

(я — А)!

;

 

 

 

 

 

ft~0

 

 

 

 

 

 

 

 

( P + a f

 

S\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

( p

+ b)n+*

'

----- e - bxx n~ sLn, - s Ub a) x] (S < n);

 

n\

 

 

 

 

s

u

M

 

3)

______ (/> +

a)S_______ ■S’i !

 

 

-b (x -t)

X

 

( p

+ b)n +l ( p

-f c)m+l

'

 

n\ m\

 

 

 

 

 

 

X (x -

t)n- s ‘L%-s ‘ [(b -

a) (x -

0] e - cltm- s >Lf~s>[(c - a)/] dt

 

(St + S 2 = S,

< n,

S 2 < m).

 

 

 

 

36.

Пусть

tf(jo ) ^ f ( x )

и ф 0 ? ) - ^ g ( * ) .

 

 

Показать:

 

10

 

(0 < jc < a),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

если f ( x ) =

|

g (x )

(a

<

x

< b),

 

 

 

 

 

 

 

lo

 

( b < x ) ,

 

 

 

 

 

TO

<f (p) = e - aP^a (p) — e~ bPtyb (p),

 

 

 

 

где 4>a {p) изображение

функции

g (x + а) и a

> 0 .

14

2) Если f ( x ) — периодическая функция периода 2а>, и

f f ( x ) (0 < л: < 2ш),

g { * ) = \

.0I (2м < х),

то

ty(P)

(Р) -

1 Р

3) Если f( x ) — периодическая функция периода 2со, меняющая знак

через полупериод, т, е.

f ( x + м) = — f ( x ) ,

. , (/(•*) (0 <*<<■>),

8 { Х ) \ 0 (<о<х),

ТО

,, ф ( р )

ш(р) = -------- .

\+ е~тР

37.Найти изображения функций, заданных графиками:

 

 

 

ч

 

 

у

 

 

 

 

П------

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

1

I

 

I

 

 

1

1

[7J Z

0

_____1

)■

га

а

За

 

Рис.

1

 

Рис.

2

Ук

гI

!i

1

 

I

1

 

о

!

1

 

!

1

z

 

а

За

Рис. 3

J5

Рис. 7

 

 

 

Рис. 8

38. Найти изображения оригиналов,

заданных несколькими фор-

мулами.

(0 < х < а),

 

0

 

х а

(а < х < Ь),

 

b а

(Ь < х)

 

 

1( 0

 

(0 < х

< а),

2) / ( * ) =

 

( а < х )

 

- Ь(х- а )

 

,

2лх

(0 <

х <

дао),

A s in -------

3) f ( x ) =

 

 

 

 

0

 

(дао < х).

 

I

 

2ялг \

(0

< л- < 2Т) ,

А I 1 -

cos - у - j

4) f ( x ) =

 

 

 

 

0

 

 

( 2 Т < х ) .

16

39. Найти изображения периодических функций, заданных графи­ ками (см. рис. 9—12).

40. Найти изображения последовательности «П-образных» импульсов

(см. рис. 13).

У

 

 

 

 

 

 

У -

.. 1----- j

 

г-----1

 

}

 

 

1

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

)

|

 

i

t

 

I

2а За

1

1

Та

0

\г а За

Ча

\

|

7а

0 \

\

\

а

\

|

%а 5а

\

\ х

 

 

\

|

5а да

| х

-1

]

1

 

 

1

1

 

 

1

1

 

 

|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

 

 

 

 

 

Рис.

10

 

 

 

 

 

 

 

ЕШ

 

 

 

Я

- 7 ~

\ ,------у у ....у

1

 

1

|

Т"

г

4 . о

1

1

1

1

0

/|

Г ч /

\ /

1

11

1

4 За га

ча

I J

Л-L

 

 

 

Рис.

12

 

 

 

 

Рис. 13

41.

Найти изорбажение «пилообразной»

функции с паузами (см.

рис.

14).

последовательности

импульсов, заданных

42.

Найти изображение

уравнениями (см. рис. 15).

 

 

 

 

e(t) =

< t < d ) ,

 

 

(а <

t <

Т).

43. Найти изображение периодических функций периода 2я, задан­ ных уравнениями:

1) /( х ) = arccos (cos х). 2) / ( jc) = arctg(tgjc).

я — 2x

 

я

(О< х < я),

3) f ( x ) =

 

 

 

 

— Зя

 

 

 

я

(я < х < 2я).

 

 

 

 

4) /( х )

ах

(О < х < я),

 

=

(я < х < 2я).

 

 

Ьх

 

 

3ах

/

° < х

 

 

<с —

 

 

 

 

5) /( х )

= а

 

 

< х <

 

 

 

3

3

 

За (2я — х) /

< х < 2я

 

 

I

- у -

 

 

 

44. При нулевых начальных условиях найти передаточную функцию для основных звеньев системы автоматического регулирования:

1)

инерционного,

4)

дифференциального,

2)

интегрирующего,

5)

упругого,

3)

колебательного,

6)

запаздывающего.

45. Определить общую ПереДатОчнуЮ функцию последовательного соединения инерционного и интегрирующего звеньев (рис. 16).

XSxItl Инерционное ZnpW Интегрирующее Xluilt! зВено зВено

Рис. 16

46. Определить общую передаточную функцию параллельного соеди­ нения инерционного и дифференциального звеньев (рис. 17).

47. Определить общую передаточную функцию замкнутой системы звеньев (см. рис. 18) с отрицательной обратной связью при нулевых начальных условиях.

Рис. 18

Дупр (0 — «управляющее рассогласование», х ос (t) — сигнал «обратной связи».

19

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ