拉普拉斯变换的基本定理

本节介绍拉普拉斯变换(也称为拉氏变换)的基本性质,了解掌握了这些性质,可以更加方便地求解各种拉普拉斯正反变换。

一、线性定理

  则:

  (式9-2-1)

式中

  为常系数。

例9-2-1  求

  、

  和

  的拉氏变换。

解:

  

同理:

  

二、微分定理

  ,则:

  (式9-2-1)

同理可推广得到

  的高阶导数的拉氏变换式:

例9-2-2:

已知

  ,求

  。

解:由于

  ,由(式9-2-2)得:

同理:

三、积分定理

  ,则:

  (式9-2-3)

例9-2-3 求

  。

解:斜坡函数

  是单位阶跃函数

  的积分,由(式9-2-3)得:

四、时域位移(延时)定理

  ,则:

  (式9-2-4)

例9-2-4:求图9-2-1所示函数

  的拉普拉斯变换式。

解:由图可知:

五、复频域位移定理

  ,则:

  (式9-2-5)

例9-2-5:已知

  

求:

  和

  的拉普拉斯反变换。

解:利用复频域位移定理:

六、卷积定理:

  ,则:

  (式9-2-6)

例9-2-6.求

  的拉普拉斯反变换式。

解:已知

  ,利用卷积定理得:

同理可推得:

七、初值定理

  ,则

例9-2-7.设

  ,验证初值定理。

解:

又:

  ,所以,得证!

八、终值定理:

  ,则

例9-2-8.仍设

  ,验证终值定理。

解:

  ,又

所以,得证!

注意:利用终值定理求

  的前提条件是

  必须存在,且是唯一确定的值。

本节介绍拉普拉斯变换(也称为拉氏变换)的基本性质,了解掌握了这些性质,可以更加方便地求解各种拉普拉斯正反变换。

一、线性定理

  则:

  (式9-2-1)

式中

  为常系数。

例9-2-1  求

  、

  和

  的拉氏变换。

解:

  

同理:

  

二、微分定理

  ,则:

  (式9-2-1)

同理可推广得到

  的高阶导数的拉氏变换式:

例9-2-2:

已知

  ,求

  。

解:由于

  ,由(式9-2-2)得:

同理:

三、积分定理

  ,则:

  (式9-2-3)

例9-2-3 求

  。

解:斜坡函数

  是单位阶跃函数

  的积分,由(式9-2-3)得:

四、时域位移(延时)定理

  ,则:

  (式9-2-4)

例9-2-4:求图9-2-1所示函数

  的拉普拉斯变换式。

解:由图可知:

五、复频域位移定理

  ,则:

  (式9-2-5)

例9-2-5:已知

  

求:

  和

  的拉普拉斯反变换。

解:利用复频域位移定理:

六、卷积定理:

  ,则:

  (式9-2-6)

例9-2-6.求

  的拉普拉斯反变换式。

解:已知

  ,利用卷积定理得:

同理可推得:

七、初值定理

  ,则

例9-2-7.设

  ,验证初值定理。

解:

又:

  ,所以,得证!

八、终值定理:

  ,则

例9-2-8.仍设

  ,验证终值定理。

解:

  ,又

所以,得证!

注意:利用终值定理求

  的前提条件是

  必须存在,且是唯一确定的值。


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