ВУЗ:
Составители:
28
4
t
е
λ
λ
−р
1
5 Sh ωt
22
ω
ω
−р
6 Ch
ω
t
22
ω
−р
р
7
tе
t
ω
λ
sin
()
2
2
ωλ
ω
+−p
8
tе
t
ω
λ
cos
()
2
2
ωλ
λ
+−
−
p
p
9
n
t
1
!
+n
p
n
10 t sin ωt
()
2
22
2
ω
ω
+р
р
11 t cos ωt
()
2
22
22
ω
ω
+
−
р
р
Пусть требуется найти частное решение следующего линейного
дифференциального уравнения с постоянными коэффициентами:
()
()
()
(
)()
(
)
(
)
,...
1
1
10
tftxatyxatxatxа
nn
nn
=++++
−
−
(3)
удовлетворяющее начальным условиям Коши,
() ()
()
(
)
,1
1
10
0,...,0,0
−
−
==
′
=
n
n
xxxxxx
где
n
aaaa ,...,,,
210
- постоянные числа
(коэффициенты),
1210
,...,,,
−n
xxxx
- заданные постоянные значения
(начальные условия);
()
tf
- непрерывная функция действительного
переменного t, являющаяся оригиналом. Искомую функцию у(t) вместе с ее
производными до n-го порядка включительно будем предполагать также
непрерывными оригиналами. Для нахождения решения дифференциального
уравнения (1) умножим обе части этого уравнения на
pt
e
−
и проинтегрируем
по переменному t в пределах от 0 до
∞
:
()
()
()
() () () ()
∫∫ ∫∫∫
∞∞ ∞∞∞
−−−
−
−−−
=+
′
+++
00 000
1
1
10
.... dtetfdtetxadtetxadtetxadtetxa
ptpt
n
pt
n
ptnptn
(2)
В левой части равенства стоят изображения функции х(t) и ее производных,
справа изображение
()
tf
, которое обозначим через F(p). Следовательно,
28 4 е λt 1 р−λ 5 Sh ωt ω р −ω2 2 6 Ch ω t р р −ω 2 2 7 е λt sin ω t ω ( p − λ )2 + ω 2 8 е λt cosω t p−λ ( p − λ )2 + ω 2 9 tn n! p n+1 10 t sin ωt 2 рω ( р + ω 2 )2 2 11 t cos ωt р2 − ω 2 ( р 2 + ω 2 )2 Пусть требуется найти частное решение следующего линейного дифференциального уравнения с постоянными коэффициентами: а 0 x (n ) (t ) + a1 x (n −1) (t ) + ... + a n −1 yx(t ) + a n x(t ) = f (t ), (3) удовлетворяющее начальным условиям Коши, x(0) = x0 , x ′(0) = x1 ,..., x (n −1) (0) = x n −1, где a 0 , a1 , a 2 , ... , a n - постоянные числа (коэффициенты), x0 , x1 , x 2 ,..., x n −1 - заданные постоянные значения (начальные условия); f (t )- непрерывная функция действительного переменного t, являющаяся оригиналом. Искомую функцию у(t) вместе с ее производными до n-го порядка включительно будем предполагать также непрерывными оригиналами. Для нахождения решения дифференциального − pt уравнения (1) умножим обе части этого уравнения на e и проинтегрируем по переменному t в пределах от 0 до ∞ : ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ a0 ∫ x (n ) (t )e − pt dt + a1 ∫ x (n −1) (t )e − pt dt + ... + an−1 ∫ x′(t )e − pt dt + an ∫ x(t )e − pt dt = ∫ f (t )e − pt dt. 0 0 0 0 0 (2) В левой части равенства стоят изображения функции х(t) и ее производных, справа изображение f (t ) , которое обозначим через F(p). Следовательно,