数理方程:Laplace变换 & 留数(更新中)

更新:25 APR 2016

Laplace变换

设函数(f(t))在(t>0)时有定义,积分

(F(s)=int_0^{+infty}f(t)e^{-st}dt qquad (sin mathbb{C}))

若在s的某一域内收敛,则称此映射为Laplace变换,记为

(F(s)=mathscr{L}[f(t)],qquad f(t)=mathscr{L}^{-1}[F(s)])

实际上,(f(t))的Laplace变换就是(f(t)u(t)e^{-eta t} (eta>0))取Fourier变换

Laplace变换性质

1. 线性

2. 微分性

(mathscr{L}[f’(t)]=smathscr{L}[f(t)]-f(0))

(mathscr{L}[f^{(n)}(t)]=s^nmathscr{L}[f(t)]-s^{n-1}f(0)-s^{n-2}f’(0)-cdots-f^{(n-1)}(0))

3. 积分性

(mathscr{L}left[int_0^tf(t)dt ight]=dfrac{1}{s}mathscr{L}[f(t)])

4. 位移性质

5. 延迟性质

6. 相似性质

7. 初值定理

8. 终值定理

Laplace逆变换

利用Fourier变换可以得出

(f(t)=dfrac{1}{2pimathrm{i}}int_{eta-mathrm{i}omega}^{eta+mathrm{i}omega}F(s)e^{st}ds, t>0)

积分成为Laplace反演积分。求此反演积分可以使用留数来计算:

若(s_1, s_2, …, s_n)是函数(F(s))的所有奇点,且当(s ightarrow infty)时(F(s) ightarrow 0),则

(f(t)=dfrac{1}{2pi mathrm{i}}int_{eta-mathrm{i}omega}^{eta+mathrm{i}omega}F(s)e^{st}ds=sumlimits_{k=1}^{n}underset{s=s_k}{operatorname{Res}}[F(s)e^{st}])

求Laplace变换的方法-留数

原文地址:https://www.cnblogs.com/fnight/p/5344573.html