本文目录一览:
- 1、用拉普拉斯变换怎样求微分方程
- 2、拉普拉斯变换求解微分方程
- 3、利用拉氏变换求解微分方程y’-y=e^t,y(0)=0?
- 4、如何用拉普拉斯转换求解微分方程?
- 5、怎么用拉普拉斯变换求解微分方程?题目:dxdt=x-2y,dydt=5x-y;x(0)=-1,y(0)=2
- 6、拉氏变换可以解微分方程吗?
- 7、拉式变换求解微分方程初始条件y’不是0,怎么代入
- 8、用拉普拉斯变换解下列微分方程组
- 9、用拉普拉斯变换解下列微分方程组
用拉普拉斯变换怎样求微分方程
根据性质L(f'(x)) = sF(s) - f(0)
推广:L(f''(x)) = sF'(s) - f'(0) = s ( sF(s) - f(0) ) - f'(0) = s^2F(s) - sf(0) - f'(0)
可继续推导出f(x)的n阶导的拉变换
代入初始条件后可得f(x)的拉变换,再进行拉式反变换即可得到原函数f(x)
根据性质L(f'(x)) = sF(s) - f(0)
推广:L(f''(x)) = sF'(s) - f'(0) = s ( sF(s) - f(0) ) - f'(0) = s^2F(s) - sf(0) - f'(0)
可继续推导出f(x)的n阶导的拉变换
代入初始条件后可得f(x)的拉变换,再进行拉式反变换即可得到原函数f(x)
扩展资料以下是常微分方程的一些例子,其中u为未知的函数,自变量为x,c及ω均为常数。
非齐次一阶常系数线性微分方程:
齐次二阶线性微分方程:
非齐次一阶非线性微分方程:
以下是偏微分方程的一些例子,其中u为未知的函数,自变量为x及t或者是x及y。
齐次一阶线性偏微分方程:
拉普拉斯方程,是椭圆型的齐次二阶常系数线性偏微分方程:
KdV方程, 是三阶的非线性偏微分方程:
参考资料
百度百科——微分方程
拉普拉斯变换求解微分方程
拉普拉斯变换是求解微分方程的一种方法。其求解步骤如下:
1、对已知的微分方程取拉氏变换,如y"+2y'-3y=e^(-t),y(0)=0,y'(0)=1,则
s2Y(s)-1+2sY(s)-3Y(s)=1/(s+1)
2、解含有未知变量Y(s)的方程,即
Y(s)=(s+2)/[(s+1)(s-1)(s+3)]
3、将上式转换成部分分式的形式,即
Y(s)=-1/[4(s+1)]+3/[8(s-1)]-1/[8(s+3)]
4、取逆拉氏变换,可以得到微分方程的解
y(t)=[3e^t-2e^(-t)-e^(-3t)]/8
利用拉氏变换求解微分方程y’-y=e^t,y(0)=0?
首先,将微分方程y’-y=e^t变形为y’=y+e^t。然后,对其进行拉普拉斯变换:
L{y’} = L{y+e^t}
sY(s) - y(0) = Y(s) + L{e^t}
sY(s) = Y(s) + 1/(s-1)
将初始条件y(0)=0代入,得到sY(s) = Y(s) + 1/(s-1)。将Y(s)移到左侧,得到:
Y(s) - 1/(s-1) = Y(s)/s
将Y(s)拆分成部分分式,得到:
Y(s) = 1/(s-1) + 1/(s(s-1))
对第一项进行拉普拉斯反变换,得到:
y1(t) = e^t
对第二项进行部分分式分解,得到:
1/(s(s-1)) = 1/s - 1/(s-1)
对两项分别进行拉普拉斯反变换,得到:
y2(t) = 1 - e^t
因此,原微分方程的通解为:
y(t) = y1(t) + y2(t) = e^t + 1 - e^t = 1 + e^t
带入初始条件y(0)=0,解得常数C= -1,因此特解为:
y(t) = 1 + e^t - 1 = e^t
因此,原微分方程的解为y(t) = e^t。
你好!根据你提供的微分方程y'-y=e^t,我们可以利用拉普拉斯变换来求解。首先,对于任何函数f(t),它的拉普拉斯变换L[f(t)]定义为:
L[f(t)] = ∫[0,∞] e^(-st) * f(t) dt
这里,s是一个复数,并且L[f(t)]也是一个复数。现在,我们来将原方程应用拉普拉斯变换:
L[y'(t)] - L[y(t)] = L[e^t]
因为L[dy/dt] = sL[y] - y(0),所以有:
sL[y(t)] - y(0) - L[y(t)] = L[e^t]
代入初始条件y(0)=0,得到:
sL[y(t)] - L[y(t)] = L[e^t]
移项可得:
L[y(t)] * (s-1) = L[e^t]
解出L[y(t)],得到:
L[y(t)] = L[e^t] / (s-1)
那么我们需要计算的就是L[e^t]了。因为:
L[e^at] = 1 / (s-a)
所以:
L[e^t] = L[e^(t-0)] = 1 / (s-0) = 1/s
代入求解Y(s)的表达式,我们有:
L[y(t)] = 1/s * 1/(s-1)
也就是说:
L[y(t)] = 1/(s*(s-1))
现在,我们需要找到y(t)的拉普拉斯逆变换,可以通过将上面的表达式进行分解因式,得到:
L[y(t)] = 1/(s*(s-1)) = A/s + B/(s-1)
其中A和B是待定系数。将它们代入原方程中,并通分,我们有:
1 = A(s-1) + Bs
对于s=0,则有
1 = -A
对于s=1,则有:
1 = B
所以:
A = -1,B = 1
将它们带回分解因式的表达式,有:
L[y(t)] = (-1)/s + 1/(s-1)
现在,我们需要计算y(t)的拉普拉斯逆变换。使用拉普拉斯逆变换公式:
L^-1[F(s)] = 1/(2πi) ∫[σ-i∞,σ+i∞] e^(st) * F(s) ds
其中,F(s)是任意的拉普拉斯函数,σ是一个实数大于所有F(s)的极点的实部。对于我们要求的y(t),它的极点是s=0和s=1,因此,我们可以取σ=2。
将L[y(t)]代入公式,然后应用留数定理计算积分,最终得出:
y(t) = -e^t + 1
因此,原微分方程y'-y=e^t,y(0)=0的解为:
y(t) = -e^t + 1
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如何用拉普拉斯转换求解微分方程?
f(t)=e^(-t)sin(2t), 根据已有的拉普拉斯转换结果,把相关的系数带入,则sin(2t)的拉普拉斯变换为2/(p^2+2^2),再利用位移定理, e^(-t)sin(2t)的拉普拉斯变换表得2/((p+1)^2+2^2).
f(t)=2t^2+17t+6,根据已有的拉普拉斯转换的计算结果,把相关的系数带入可以得出结果是: 2 (2!/p^3)+17p^2+6/p.
怎么用拉普拉斯变换求解微分方程?题目:dxdt=x-2y,dydt=5x-y;x(0)=-1,y(0)=2
做Laplace变换得sX(s)-x(0)=X(s)-2Y(s),sY(s)-y(0)=5X(s)-Y(s).
解得X(s)=-(s+5)/(s^2+9)=-(s/(s^2+9)+(5/3)*3/(s^2+9)),
Y(s)=(2s+3)/(s^2+9)=(2s/(s^2+9)+3/(s^2+9))
查表得
x(t)=-(cos3t+5/3sih3t)
y(t)=2cos3t+sin3t
拉氏变换可以解微分方程吗?
线性性质:
微分性质:
拉氏变换即 拉普拉斯变换。为简化计算而建立的 实变量函数和复变量函数间的一种函数变换。对一个实变量函数作拉普拉斯变换,并在 复数域中作各种运算,再将运算结果作拉普拉斯反变换来求得 实数域中的相应结果,往往比直接在实数域中求出同样的结果在计算上容易得多。拉普拉斯变换的这种运算步骤对于求解 线性微分方程尤为有效,它可把微分方程化为容易求解的 代数方程来处理,从而使计算简化。在 经典控制理论中,对控制系统的分析和综合,都是建立在拉普拉斯变换的基础上的。
拉式变换求解微分方程初始条件y’不是0,怎么代入
拉式变换求解微分方程初始条件y’不是0,代入方法:
记Y(s) = L[ y(t) ]
则 L[ y'(t) ] = sY(s) - y(0) = sY(s)
L[ y''(t) ] = s^2*Y(s)-sy(0)-y'(0) = s^2*Y(s)-1
L[ e-t ] = 1/(s+1)
所以
有sY-3(s^2*Y-1) + 2Y = 1/(s+1)
得:Y(s) = 1/(s^2 - 1)
所以 Y(t) = sinh(t)
拉氏变换
是一个线性变换,可将一个有参数实数t(t≥ 0)的函数转换为一个参数为复数s的函数。拉普拉斯变换在许多工程技术和科学研究领域中有着广泛的应用,特别是在力学系统、电学系统、自动控制系统、可靠性系统以及随机服务系统等系统科学中都起着重要作用。
用拉普拉斯变换解下列微分方程组
由第一个方程得x2=-dx1/dt-x1,代入第二个方程得(x1)''-2x1=0,这是常系数齐次线性方程,特征方程是r^2-2=0,根是±√2,所以通解是x1=C1*e^(√2t)+C2*e^(-√2t)。
代入x2=-dx1/dt-x1中,x2=-(1+√2)C1e^(√2t)+(√2-1)C2e^(-√2t)。
所以方程组的解是x1...
用拉普拉斯变换解下列微分方程组
由第一个方程得x2=-dx1/dt-x1,代入第二个方程得(x1)''-2x1=0,这是常系数齐次线性方程,特征方程是r^2-2=0,根是±√2,所以通解是x1=C1*e^(√2t)+C2*e^(-√2t)。 代入x2=-dx1/dt-x1中,x2=-(1+√2)C1e^(√2t)+(√2-1)C2e^(-√2t)。 所以方程组的解是x1...