Главная страница

О курсе

Введение

Программа по курсу математики для студентов второго курса заочного факультета

Литература

Задания для контрольных работ

Методические указания к выполнению контрольных работ




















































































































































































































































Операционное исчисление




Задание 1. Пользуясь свойствами преобразования Лапласа, найти изображения F(р) по заданному оригиналу f(t).

а) f(t) = sh t cos 5t.
Известно, что sh = (et - e- t)/ 2, тогда f(t) = 1 / 2 [etcos 5t - e- tcos 5t].
По таблице изображений По теореме смещения
Отсюда получаем искомое изображение в виде


б) f(t) = tch t sin 2t.
Выражаем , тогда f(t) = (t / 2)[etsin 2t + e- t sin 2t].

По таблице изображения тогда


Имеем:
По теореме о дифференцировании изображений определяем искомое изображение



в) f(t) = sh 3t / t По таблице определяем По теореме об интегрировании изображений определяем искомое изображение:
=




Задание 2. Найти оригинал f(t) если

а)

Применяя метод неопределенных коэффициентов, разложим данную правильную дробно-рациональную функцию на простые дроби:

2p - 1 = A(p2 - 2p + 5) + (Bp + c)(p - 2)


Получаем:



б) F(p)= 1 / (p2+ 1)3.Корни знаменателя p= кратности 3. Применяем формулу обращения для случая кратных корней




После двукратного дифференцирования и перехода к пределу находим

1 / 8 (3 - t2)sin t - 3/8 t cos t.




Задание 3.Пользуясь теоремой свертывания, найти оригинал, если



Так как и то применяя свертку, определяем искомый оригинал.







Задание 4.Методом операционного исчисления найти частное решение дифференциального уравнения, удовлетворяющее заданным начальным условиям.

x'' + 3x' + 2x = tet; x(0) = 0; x'(0) = 1. Пологая по правилу дифференцирования оригинала имеем



Перейдем к изображению в правой части уравнения.


Теперь заданное уравнение можно представить в операторной форме:
p2X - 1 + 3pX + 2X = 1 / (p - 1)2 ; X(p2 + 3p + 2) = 1 / (p - 1)2 + 1

Определяем оригинал:








Задание 5.Решить систему линейных дифференциальных уравнений:


при начальных условиях x(0) = 0; y(0) = 3, z(0) = -2 Перейдем в системе к изображениям. Пусть тогда ; y' = pY - 3; z' = pZ + 2. Приходим к следующей операторной системе:

Решая ее, получим:




Аналогично нетрудно найти следующие выражения для остальных переменных:
y(t) = - 2et + 2e2t + 3e3t
z(t) = - 2et - 2e2t - 2e3t




Задание 6.Решить интегральное уравнение Вольтерра:


Для данного уравнения

Поэтому, переходя к изображениям в исходном уравнении, получим:


тогда

переходя к оригиналу, получим: