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

книги / Математический анализ динамических моделей

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
2.24 Mб
Скачать

 

 

4 2t

cosh(4

2t),

t 2,

 

35.

f (t) e

 

 

 

0,

 

 

t 2.

 

36.

sinh(4 2t)cos(2t 4),

t 2,

f (t)

 

 

 

 

t 2.

 

0,

 

 

 

Упражнение 7. Пользуясь свойством дифференцирования оригинала, найти изображения следующих функций.

1.

f (t) sin2 t

13.

f (t) cosh4 t

25.

f (t) t sinh2 t

2.

f (t) sin3 t

14.

f (t) tet

26.

f (t) t cosh2 t

3.

f (t) t2 cost

15.

f (t) t2et

27.

f (t) t(et cosht)

4.

f (t) sin4 t

16.

f (t) t sinht

28.

f (t) t cosh(3t)

5.

f (t) cos2 t

17.

f (t) t cosht

29.

f (t) t(e t /2 cosh(3t))

6.

f (t) cos3 t

18.

f (t) t2 sinht

30.

f (t) t(et sint)

7.

f (t) cos4 t

19.

f (t) t2 cosht

31.

f (t) cost sin2 t

8.

f (t) sinh2 t

20.

f (t) t sint

32.

f (t) sint cos2 t

9.

f (t) sinh3 t

21.

f (t) t cost

33.

f (t) sinh2 t cosht

10.

f (t) sinh4 t

22.

f (t) t2 sint

34.

f (t) sinht cosh2 t

11.

f (t) cosh2 t

23.

f (t) t sin2 t

35.

f (t) sinh2 t cosh2 t

12.

f (t) cosh3 t

24.

f (t) t cos2 t

36.

f (t) cos2 t sin2 t

Упражнение 8. Пользуясь свойством дифференцирования изображения, найти изображения следующих функций.

1.

f (t) t2et

13.

f (t) t2 sin(2t)

25.

f (t) t sin(3t)

2.

f (t) t cost

14.

f (t) t2 /2cos2 t

26.

f (t) t cos(2t)

3.

f (t) t2 cost

15.

f (t) t2 /2(sint cost)

21.

f (t) (t 2)cos(2t)

4.

f (t) t(et sinht)

16.

f (t) (t 1)cos(2t)

28.

f (t) t(1 et )

5.

f (t) t cosh(3t)

17.

f (t) tet sin(3t)

29.

f (t) tet sin2 t

6.

f (t) (t 1)sin(2t)

18.

f (t) (t 1)et 1

30.

f (t) tet sinht

7.

f (t) t sint

19.

f (t) (t 1)sinht

31.

f (t) tet cosht

11

8.

f (t) t sinh(3t)

20.

f (t) (t 1)cosht

32.

f (t) tet et

9.

f (t) t3 cost

21.

f (t) (t2 2t 1)sinht

33.

f (t) tet cosht

10.

f (t) t(et sint)

22.

f (t) (t 1)sinh(3t)

34.

f (t) te t cost

11.

f (t) t(et cost)

23.

f (t) t2 cosh(3t)

35.

f (t) t cos(3t)

12.

f (t) t(e 2t sin2 t)

24.

f (t) t sinh(4t)

36.

f (t) t cosh(3t)

Упражнение 9. Пользуясь свойством интегрирования оригинала, найти изображения следующих функций.

1.

f (t)

2t es 1ds

19.

f (t) t

sin2 s ds

 

 

0

 

 

 

0

 

2.

f (t) t

(s 1)cos(2s)ds

20.

f (t) t

sinh2s ds

 

 

0

 

 

 

0

 

3.

f (t) t

s2e sds

21.

f (t) t

cosh2s ds

 

 

0

 

 

 

0

 

4.

f (t) t

ssin(2s)ds

22.

f (t) t

coshs cosh(2s)ds

 

 

0

 

 

 

0

 

5.

f (t) t

cos2(2s)ds

23.

f (t) t

sinhssins ds

 

 

0

 

 

 

0

 

6.

f (t) t

s2 sins ds

24.

f (t) t

sinhs coss ds

 

 

0

 

 

 

0

 

7.

f (t) t

s coss ds

25.

f (t) t

coshssins ds

 

 

0

 

 

 

0

 

8.

f (t)

2t se sds

26.

f (t) t

cosh(2t)sins ds

 

 

0

 

 

 

0

 

9.

f (t) t

s2esds

21.

f (t) t

et sinhs ds

 

 

0

 

 

 

0

 

10.

f (t) t

s2 sinhs ds

28.

f (t) t

et sins ds

 

 

 

0

 

 

0

 

11.

f (t) t

s2 coss ds

29.

f (t) t

e t cosh(2s)ds

 

 

 

0

 

 

0

 

12

 

 

 

 

 

 

 

12. f (t) t ssins ds

0

13. f (t) t cost sin(2s)ds

0

14. f (t) t s coss ds

0

15. f (t) t s2 coshs ds

0

16. f (t) t (s 1)sin(2s)ds

0

17. f (t) t es cos(3s)ds

0

18. f (t) t s3e sds

0

30. f (t) t e2t coss ds

0

31. f (t) t ssine sds

0

32. f (t) t et ssins ds

0

33. f (t) t /2 sesds

0

34. f (t) t ses coshs ds

0

35. f (t) t es coshssins ds

0

36. f (t) t /2et s ds

0

Упражнение 10. Пользуясь свойством дифференцирования изображения, найти изображения следующих функций.

1.f (t) (t2 2t)e3t

2.f (t) t2 cost

3.f (t) t sinh(3t)

4.f (t) t(et cosht)

5.f (t) (t 1)sin(2t)

6.f (t) (t 1)cos(3t)

7.f (t) t2e3t

8.f (t) (t 1)cos(5t)

9.f (t) t2 sin(2t)

10.f (t) t cos(t /2)

11.f (t) t2et

12.f (t) (t 2)te2t

13.f (t)

14.f (t)

15.f (t)

16.f (t)

17.f (t)

18.f (t)

19.f (t)

20.f (t)

21.f (t)

22.f (t)

23.f (t)

24.f (t)

(t2 1)et

t2 cosh(2t)

te 2t sin(3t)

tet cost

t(et sin(2t))

t(e t cos(2t))

(t 1)e 2t 2

t(e 2t sinht)

t2 /2sinh(2t)

te2t cosh(3t)

(t 3)cosh(2t)

t2 cosh(3t)

25.f (t) t2 cos(2t)

26.f (t) (t2 1)sin(3t)

21.f (t) t cos(4t)

28.f (t) t2e t

29.f (t) t2 sin(3t)

30.f (t) t2 cos(3t)

31.f (t) t2 sinh(2t)

32.f (t) t2e t sinht

33.f (t) t3(sinht sint)

34.f (t) tet sint

35.f (t) (1 t)e3t

36.f (t) t2 sinh(5t)

13

Упражнение 11. Пользуясь свойством интегрирования изображения,

найти изображения следующих функций.

 

 

1.

f (t) (e 3t 1)/(tet )

13.

f (t) sin(4t)/t

25.

f (t) (cos(3t) 1)/t

2.

f (t) (et 1)/t

14.

f (t) (t2 sin(3t))/t 26.

f (t) (sint cos(3t) t)/t

3.

f (t) (1 e 2t )/t

15.

f (t) sin(t2)/t

21.

f (t) (cos(3t) e3t )/t

4.

f (t) sin2 t /t

16.

f (t) (sin(2t) t)/t

28.

f (t) (e2t 1)/(ett)

5.

f (t) (1 cost)/t

17.

f (t) (et e 2t )/t

29.

f (t) (sin(3t)cost 1)/t

6.

f (t) sint /t

18.

f (t) sinht /t

30.

f (t) sin(3t)/t

7.

f (t) (1 et )/t

19.

f (t) sint /(te2t )

31.

f (t) (e t cos(2t))/t

8.

f (t) (cost cos(2t))/t

20.

f (t) sin2(t /2)/t

32.

f (t) (e t et )/(4t)

9.

f (t) (et 1 t)/t

21.

f (t) (1 cost)/(tet )33.

f (t) (1 cost)/tet

10.

f (t) (et e t )/t

22.

f (t) (e2t e t )/t

34.

f (t) (e3t 1)/t

11.

f (t) (cosht cost)/t

23.

f (t) sint /(2tet )

35.

f (t) e2t sint /t

12.

f (t) sin(7t)sin(3t)/t

24.

f (t) (sin(2t) t2)/t 36.

f (t) (1 et )/(te4t )

Упражнение 12. Пользуясь свойством свертки, найти изображения следующих функций.

1.

t

(t s)esds

13.

t

e2(t s) sins ds

25.

t

et s coshs ds

 

0

 

 

0

 

 

0

 

 

2.

t

cos(t s)e2sds

14.

t

s3e3(t s) ds

26.

t

sinh(t s)coshs ds

 

0

 

 

0

 

 

0

 

 

3.

t

et s sins ds

15.

t

es sin(t s)ds

21.

t

sinh(t s)sins ds

 

0

 

 

0

 

 

0

 

 

4.

t

e2(s t )s2ds

16.

t

s3 sin(t s)ds

28.

t

cos(t s)coshs ds

 

0

 

 

0

 

 

0

 

 

5.

t

sin(t s)s ds

17.

t

(t s)2 coshs ds

29.

t

sinh(t s)coss ds

 

0

 

 

0

 

 

0

 

 

6.

t

cos(t s)s ds

18.

t

(t s)2 sinhs ds

30.

t

sin(t s)coshs ds

 

0

 

 

0

 

 

0

 

 

7.

t

(t s)3 sinhs ds

19.

t

(t s)2 sins ds

31.

t

es sins(t s)ds

 

0

 

 

0

 

 

0

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

2t s2e3(s t )ds

20.

t

(t s)2 coss ds

32.

t

et s (t s)coss ds

 

0

 

 

 

0

 

 

0

 

9. t

sin(t s)coss ds

21.

t

(t s)sinhs ds

33.

t

es s cosh(t s)ds

 

0

 

 

 

0

 

 

0

 

10.

t

cos(t s)sins ds

22.

t

(t s)coshs ds

34.

t

et s ssinhs ds

 

 

0

 

 

0

 

 

0

 

11.

t

(t s)3 cos(3s)ds

23.

t

(t s)3 coshs ds

35.

t

et s s2 sins ds

 

 

0

 

 

0

 

 

0

 

12.

t

(t s)4 cos(2s)ds

24.

t

es sinh(t s)ds

36.

t

(t s)sin(s)2 ds

 

 

0

 

 

0

 

 

0

 

 

 

Упражнение 13. По заданным изображениям найти оригиналы.

1.

e p /(p2

4p 5)

19.

e p /[p(p 1)(p2 4)]

2.

e p /(p2

1)2

 

20.

e p p /(p2 1)

3. 1/(p3 2p2 p)

21.

e p /3 /[p(p2 1)]

4.

(p 2)/[(p 1)(p 2)(p2 4)]

22.

e p /2 /[p(p 1)(p2 4)]

5.

(2p 3)/(p3

4p2 5p)

23.

 

 

 

 

 

 

(2p3 p2 2p 2)/(p5 2p4 2p3)

6.

e p /(p2

2p 5)

24.

e p /(7 p p2)

7.

e 3p /[(p 1)2]

25.

2/[p(p 1)(p 2)]

8.

2e p /(p2 4p 8)

26.

1/(p4 2p3 3p2 2p 1)

9.

e p (p 1)/(p2 2p 1)

27.

p /(p3 1)

10.

e p /(p2 4p 3)

28.

3p2 /[(p3 1)2]

11.

(p 1)/[(p2

1)2]

29.

16/[p2(p2 4p 8)]

12.

e p /[p2(p2

1)]

30.

pe p /[(p2 1)(p2 9)]

13.

(p2 2p 1)/(p3 3p2 3p 1)

31.

1/[(p 1)2(p 3)3]

14.

e p /[(p 1)2(p 2)]

32.

(p2 p 2)/(p3 p2 6p)

15.

pe 2p /(p2 9)

33.

(p 1)/[(p2(p 1)(p 2)]

16.

e p (p 1)/[(p(p 1)]

34.

(5p 13)/[(p 1)(p2 2p 2)]

17.

2e 3p /(p2 4p 8)

35.

p2 /[(p2 4)(p2 9)]

18.

(p 1)/[p(p2 p 1)]

36.

1/[(p2 6p 13)(p2 6p 10)]

15

Индивидуальное задание № 2

Решение ЛОДУ1, систем ЛОДУ, ЛДРУ2 и ИУ3 с помощью операционного исчисления. Решение ЛРУ4 с помощью характеристического уравнения

Упражнение 1. Решить следующие задачи Коши. Найти передаточную функцию и функцию Коши, записать формулу Коши.

x (t) 4x (t) 1,

1.x(0) 0, x (0) 1.

x (t) 4x (t) 5x(t) 0,

2.x(0) 0, x (0) 1.

x (t) 2x (t) 10x(t) 2e t cos(3t),

3.x(0) 0, x (0) 0.

x (t) 3x (t) 4,

4.x(0) 0, x (0) 0.

x (t) 4x (t) cos(3t),

5.x(0) 2, x (0) 2.

x (t) 2x (t) 2x(t) 0,

6.x(0) 1.0, x (0)

x (t) x(t) 4,

7.x(0) 0, x (0) 0.

x (t) x (t) t,

8.x(0) 0, x (0) 0.

x (t) 2x (t) x(t) 1,

9.x(0) 0, x (0) 0.

10.x (t) 4x(t) 2,x(0) 0, x (0) 0.

x (t) 9x(t) sinh(t),

x(0) 1, x (0) 3.

x (t) 9x(t) cos(3t),

x(0) 0, x (0) 0.

x (t) 4x (t) 5x(t) et ,

x(0) 1/2, x (0) 1/2.

x (t) 2x (t) e2t ,

x(0) 0, x (0) 0.

23.x (t) x (t) 2x(t) t,

x(0) 0, x (0) 0.

x (t) 2x (t) x(t) et ,

x(0) 0, x (0) 0.

25.x (t) x(t) sinh(t),

x(0) 0, x (t) 1.

x (t) 2x (t) 2x(t) e t ,

x(0) 0, x (0) 0.

x (t) 5x (t) 6x(t) et cos(t),

x(0) 0, x (0) 1.

x (t) 2x (t) 3x(t) e3t ,

x(0) 0, x (0) 0.

1 ЛОДУ – линейные обыкновенные дифференциальные уравнения.

2 ЛДРУ – линейные дифференциально-разностные уравнения.

3 ИУ – интегральные уравнения.

4 ЛРУ – линейные разностные уравнения.

16

11. x (t) 2x (t) 5x(t) sin(t),x(0) 0, x(0) 1.

x (t) 2x (t) 2et ,

x(0) 0, x (0) 0.

x (t) x(t) 4et ,

x(0) 4, x (0) 3.

x (t) 3x (t) 2x(t) tet ,

x(0) 1, x (0) 2.

15.x (t) 4x (t) 2sin(t),

x(0) 1, x (0) 0.

x (t) 2x (t) 5x(t) tet ,

x(0) 0, x (0) 0.

x (t) 2x (t) 2x(t) tet ,

x(0) 0, x (0) 0.

x (t) 2x (t) x(t) e t ,

x(0) 1, x (0) 0.

x (t) x (t) 2x(t) e t ,

x(0) 0, x (0) 1.

 

 

 

 

 

30.

x (t) 9x(t) 0,

 

1,

 

1.

 

x(0)

x (0)

x (t) x (t) 2x(t) et ,

x(0) 1, x (0) 0.

32.x (t) 2x (t) 2x(t) 0,

x(0) 1, x (0) 1.

 

 

 

 

 

33.

x (t) 6x (t) 9x(t) 0,

 

1,

 

1.

 

x(0)

x (0)

 

 

 

 

 

34.

x (t) x (t) 6x(t) 2,

 

1,

 

0.

 

x(0)

x (0)

 

 

 

 

 

35.

x (t) 9x(t) 2 t,

 

0,

 

1.

 

x(0)

x (0)

 

 

 

 

 

36.

x (t) 4x(t) 4t,

 

1,

 

0.

 

x(0)

x (0)

Упражнение 2. Решить следующие задачи Коши. Найти передаточную функцию и функцию Коши, записать формулу Коши.

x (t) x (t) e2t ,

1.x(0) 0, x (0) 1, x (0) 0.

4x (t) 8x (t) x (t) 3x(t) 8et ,

2.x(0) 0, x (0) 1, x (0) 1.

x (t) x (t) et ,

3.x(0) 0, x (0) 0, x (0) 0.

x (t) x(t) 0,

4.x(0) 0, x (0) 1, x (0) 2.

x (t) x (t) et ,

5.x(0) 1, x (0) 0, x (0) 0.

x (t) 2x (t) 5x 0,

x(0) 1, x (0) 2, x (0) 0.

x (t) x (t) sint,

x(0) 1, x (0) 0, x (0) 0.

21.x (t) x (t) t,

x(0) 3, x (0) 1, x"(0) 0.

22.x (t) x (t) cos(t),

x(0) 2, x (0) 0, x (0) 0.

x (t) x (t) et ,

x(0) 0, x (0) 2, x (0) 0.

17

x (t) 3x (t) 3x (t) x(t) te t ,

6.x(0) 0, x (0) 0, x (0) 0.

x (t) 3x (t) 3x (t) x(t) 0,

7.x(0) 0, x (0) 2, x (0) 3.

x (t) x (t) 0,

8.x(0) 3, x (0) 1, x (0) 1.

x (t) x (t) 2t,

9.x(0) 0, x (0) 2, x (0) 2.

10.x (t) 5x (t) 17x (t) 13x(t) 0,

x(0) 2, x (0) 3, x (0) 4.

x (t) 3x (t) 3x (t) x(t) et ,

x(0) 0, x(0) 0, x (0) 0.

x (t) x (t) 6t e t ,

x(0) 0, x (0) 1, x (0) 8.

13.x (t) 6x (t) 11x (t) 6x(t) 0,

x(0) 0, x (0) 1, x (0) 0.

x (t) x (t) 2x(t) 5et ,

x(0) 0, x (0) 1, x 2.

x (t) x (t) 2x (t) t et ,

x(0) 0, x (0) 7/12, x (0) 7/6.

16.x (t) x (t) 1,

x(0) 0, x (0) 0, x (0) 0.

17.x (t) x (t) sin(t),

x(0) 0, x (0) 0, x (0) 0.

18.x (t) x (t) t,

x(0) 0, x (0) 1, x (0) 0.

18

24.x (t) x (t) cos(t),

x(0) 0, x (0) 2, x (0) 0.

x (t) x(t) et ,

x(0) 0, x (t) 2, x (0) 0.

26.x (t) 2x (t) x (t) 4,

x(0) 1, x (0) 2, x (0) 2.

x (t) x(t) et /(2t2),

x(0) 0, x (0) 1, x (0) 0.

 

 

 

 

x (t) 6x (t) 11x (t) 6x(t)

28. 1 t t2,

 

 

 

 

 

0.

x(0)

0, x (t) 0, x (0)

x (t) x (t) e2t ,

x(0) 0, x (0) 0, x (0) 0.

30.x (t) 3x (t) 4x(t) 0,

x(0) 0, x (0) 0, x (0) 2.

31.x (t) 3x (t) 3x (t) x(t) 1,

x(0) 0, x (0) 0, x (0) 0.

32.x (t) x(t) 1,

x(0) 0, x (0) 0, x (0) 0.

33.x (t) x (t) 0,

x(0) 1, x (0) 3, x (0) 2.

34.x (t) 4x (t) 1,

x(0) 0, x (0) 1/4, x (0) 0.

x (t) 3x (t) 2x(t)

35.(4t2 4t 10)e t ,

x(0) 1, x (0) 2, x (0) 1.

x (t) 6x (t) 11x (t) 6x(t)

36.12t2e3t e2t ,

x(0) 1, x (0) 22, x (0) 25.

Упражнение 3. Решить следующие задачи Коши. Найти передаточную функцию и функцию Коши, записать формулу Коши.

x(IV )

x(0)

x(IV )

x(0)

2x (t) x(t) sin(t),

0, x (0) 0, x (0) 0, x (0) 0.

(t) x (t) 2,

0, x (0) 0, x (0) 2, x (0) 0.

x(IV )

x(0)

x(IV )

x(0)

x(IV )

x(0)

x(IV )

x(0)

(t) x (t) cos(t),

1/2, x (0) 1/2, x (0) 1/2, x (0) 1/2.

(t) x(t) 1,

0, x (0) 0, x (0) 0, x (0) 0.

(t) 4x(t) 1,

0, x (0) 0, x (0) 0, x (0) 0.

(t) x (t) sinh(t),

0, x (0) 0, x (0) 0, x (0) 1.

x(IV )(t) x (t) cos(t),

7.x(0) 0, x (0) 0, x (0) 0, x (0) 2.

x(IV )(t) 4x(t) t2,

8.x(0) 0, x (0) 0, x (0) 0, x (0) 0.

x(IV )(t) 2x (t) x(t) t2,

9.x(0) 0, x (0) 0, x (0) 0, x (0) 0.

x(IV )(t) x(t) sinh(t),

x(0) 0, x (0) 0, x (0) 0, x (0) 1.

x(IV )(t) x (t) cos(t),

x(0) 0, x (0) 1, x (0) 0, x (0) 0.

x(IV )(t) 2x (t) x(t) t sint,

x(0) 0, x (0) 0, x (0) 0, x (0) 0.

x(IV )(t) x (t) cos(t),

x(0) 0, x (0) 0, x (0) 0, x (0) 1.

19

x(IV )(t) 5x (t) 10x (t) 6x(t) 0,

x(0) 1, x (0) 0, x (0) 6, x (0) 14.

x(IV )(t) x (t) 1,

x(0) 0, x (0) 0, x (0) 0, x (0) 0.

x(IV )(t) x(t) 8et ,

x(0) 1, x (0) 0, x (0) 1, x (0) 0.

x(IV )(t) x(t) 1,

x(0) 1, x (0) 0, x (0) 0, x (0) 0.

x(IV )(t) x(t) 8et ,

x(0) 0, x (0) 2, x (0) 4, x (0) 6.

x(IV )(t) x (t) 2,

x(0) 0, x (0) 2, x (0) 0, x (0) 0.

x(IV )(t) 2x (t) 3x (t) 2x (t) x(t) 1 t t2,

x(0) 1, x (0) 1, x (0) 2, x (0) 0.

x(IV )(t) x (t) 6,

x(0) 0, x (0) 0, x (0) 0, x (0) 6.

x(IV )(t) 2x (t) x (t) 400e4t ,

x(0) 1, x (0) 4, x (0) 16, x (0) 64.

x(IV )(t) 4x (t) 4x (t) 8,

x(0) 0, x (0) 0, x (0) 2, x (0) 0.

x(IV )(t) 2x (t) x(t) cos(t),

x(0) 1/4, x (0) 0, x (0) 1/4, x (0) 0.

x(IV )(t) x (t) t2 t,

x(0) 0, x (0) 0, x (0) 2, x (0) 1.

x(IV )(t) 2x (t) 2x (t) 2x (t) x(t) et ,

x(0) 0, x (0) 0, x (0) 1/2, x (0) 3/2.

x(IV )(t) x (t) 2cos(t),

x(0) 2, x (0) 1, x (0) 0, x (0) 0.

20

Соседние файлы в папке книги