книги из ГПНТБ / Шелковников Ф.А. Сборник упражнений по операционному исчислению учебное пособие для студентов вузов
.pdf3) |
■--- — 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-й |
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 Лагерра—Чебышева. 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(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 |
~о |
[7J Z |
0 |
_____1 |
)■ |
|
га |
а |
За |
|||
|
Рис. |
1 |
|
Рис. |
2 |
Ук
гI
!i
1 |
|
I |
1 |
|
о |
! |
1 |
|
|
! |
1 |
z |
||
|
а |
2а |
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 |
6а |
Та |
0 |
\а |
\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 |
'Г |
|
2Т |
||
|
|
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) = |
(О < 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 ) = |
|
|
|
|
|
2х — Зя |
|
|
|
|
я |
(я < х < 2я). |
||
|
|
|
|
|
4) /( х ) |
ах |
(О < х < я), |
|
|
= |
(я < х < 2я). |
|
||
|
Ьх |
|
||
|
3ах |
/ |
° < х |
2я |
|
2я |
|
<с — |
|
|
|
|
|
|
5) /( х ) |
= а |
|
2я |
4я |
|
< х < |
|||
|
|
|
3 |
3 |
|
За (2я — х) / |
4я |
< х < 2я |
|
|
|
I |
- у - |
|
|
2я |
|
|
|
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
