Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ ПО ТЕМЕ 7.2. ОПЕРАЦИОННОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
18.04.2015
Размер:
600.22 Кб
Скачать

Задача 2

Найти оригинал по заданному изображению

F (p)=

1

+

1

 

e3 p .

 

(p

2)2

 

p3 1

 

Справочный материал

Теорема смещения

Если f (t)F(p), α - вещественное число, то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (t)

 

 

 

(p α).

 

 

 

eαt F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема разложения

 

 

 

 

(p)

 

 

Если изображение

 

F(p)=

Rn

является правильной

 

Q

(p)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

оригинал f (t) для него

рациональной

дробью

 

( n < m ),

то

определяется формулой

 

 

 

 

 

 

 

F(p)=

 

R

(p)

 

n

 

 

(F(p) e pt )= f (t),

 

n

 

 

res

 

Qm (p)

 

 

 

k =1 p= pk

 

где p1, p2 ,K, pn - особые точки функции F (p).

Решение задачи

Найдем оригинал для каждого слагаемого в правой части равенства.

1) Для изображения

1

оригинал можно найти двумя

p3 1

способами.

1 – ый способ

Дробь

1

можно представить в виде суммы простейших

p3 1

дробей

6

1

 

1

A

 

Bp +C

 

=

(p 1)(p2 + p +1)=

 

 

+

 

.

p3 1

p 1

p2 + p +1

Умножив обе части последнего равенства на (p 1)(p2 + p +1), получим уравнение

1 = A(p2 + p +1)+ (Bp +C)(p 1).

Чтобы найти неопределенный коэффициент A , подставим в

это уравнение p =1. Тогда 1 = 3A , или A =

1

.

 

 

 

3

Приравнивая коэффициенты при p2 ,

p1 и p0 в обеих

частях тождества, получим систему линейных уравнений

 

0 = A + B

 

 

 

= A B +C ,

 

 

0

 

 

 

1 = A C

 

 

 

 

 

из которой можно найти остальные неопределенные

коэффициенты B

и

C . Из первого

 

уравнения

этой системы

B = −

1

, из третьего уравнения C = −

2

. Следовательно,

 

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

p

2

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

=

 

3

 

 

+

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p3 1

 

p2 + p +1

 

 

Преобразуем полученные дроби так, чтобы можно было

воспользоваться теоремой смещения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

1

1

 

1

 

 

 

 

p + 2

 

2

 

 

p3 1 =

3

p 1

3

 

 

1

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

7

12

13 cos

 

 

1

 

 

 

 

1

2

 

3

2

p +

 

+

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

3 t σ(t) e

1

 

2 t

2

 

 

 

 

 

1 σ(t) et

3

1

 

3 t σ(t) e

1

t .

sin

2

3

 

2

 

 

2 – ой способ

1

=

1

 

(p 1)(p2 + p +1).

p3 1

Особыми точками данной функции являются точка p1 =1 и корни уравнения

p2 + p +1 = 0 .

Найдем их

 

 

 

 

 

p2,3 = 1 ±

 

1 4

= −

1

± i

3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Точки

 

p

=1 ,

p

2

= − 1 + i

 

 

3

и

p

3

= − 1

i

 

3

 

 

-

простые

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

полюсы функции

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p3 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Используя теорему разложения, получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

3

 

res

 

3

 

e

pt

+

 

res

 

 

3

 

 

 

e

pt

+

 

p

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

p=1

p

 

 

1

 

 

 

 

 

p=−

1

+i

3 p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

pt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

res

 

e pt

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(p 1)

+

 

3

 

 

lim

 

 

 

1)(p

2

 

+1)

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

+ p

 

 

 

 

 

p=−1

i

3 p

 

 

 

 

 

 

p1

(p

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pt

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

+

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

3

 

 

 

 

→ −

1

+

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2 (p

1) p

 

 

 

2 + i

2

 

 

p

2 i

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pt

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

+

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

3

 

 

 

→ −

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 + i

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2 i

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2 (p 1) p

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

et

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

t

 

 

 

 

 

 

 

=

+

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

(i 3)

 

 

2

 

 

2

(i 3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 e

1

 

 

 

 

 

ei

 

3

 

 

 

2 e

1

 

 

 

ei

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

et

 

 

 

2 t

 

 

 

2

t

 

 

2 t

 

 

2 t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

3

 

 

 

3

 

(

 

3 i)i +

 

 

3

 

 

 

(

 

3 +i)i

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 e

1

 

 

 

 

 

 

ei

 

 

3

t ( 3 + i)

 

 

 

ei

 

 

3

t ( 3 i)

 

 

 

 

 

 

=

et

2 t

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

3

 

 

 

 

 

= e

t

e

2 t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

2

 

t

 

 

i

2

t

 

 

 

 

 

i

 

2

 

t

 

i 2

t

 

=

 

 

 

 

 

 

3 e

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

+ e

 

 

 

 

 

+ e

 

 

 

 

3

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

t

 

 

e

2 t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 sin

 

 

t

+cos

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

3

 

 

 

 

 

2

 

 

2

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

Соседние файлы в предмете Высшая математика