Элементы комплексного анализа. Филиппенко В.И. - 28 стр.

UptoLike

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,