Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Функции комплексного переменного и операционное исчисление

..pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
754.37 Кб
Скачать

Задача 6. Сила тока i(t) удовлетворяет уравнению

L di Ri(t) 1

t

i(t)dt Uс(0) U (t) . Найти i(t) .

 

 

 

 

 

 

 

dt

c

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ вар.

L

 

 

R

C

Uc(0)

i(0)

 

U(t)

 

 

 

1

1

 

 

0

1

0

0

 

cos t sin 2t

2

1

 

 

0

1

2

0

 

e t

 

 

 

3

1

 

 

0

1/9

1

0

 

3 t

 

 

 

4

1

 

 

2

1/2

1

1

 

2

 

 

 

 

 

 

5

1/2

 

 

1

2

0

3

 

t e t

 

 

 

6

1/4

 

 

1

1

1

1

 

et

 

 

 

7

1

 

 

0

1/9

0

1

 

cos 3t

 

 

 

8

1

 

 

4

1/5

0

1

 

et

 

 

 

9

1

 

 

0

1/4

0

0

 

cos 3t

 

 

 

10

1

 

 

2

1/5

1

2

 

cos t

 

 

 

11

1

 

 

0

1/4

0

1

 

4e2t

 

 

 

12

1

 

 

3

1/2

0

2

 

10e 2t

 

 

 

13

1

 

 

7

1/10

1

2

 

2e 5t

 

 

 

14

1

 

 

6

1/13

0

0

 

e t

 

 

 

15

1

 

 

2

1/10

0

0

 

e t cos 3t

16

3

 

 

10

1/3

1

1

 

sin 3t

 

 

 

17

1/2

 

 

4

1/10

0

1

 

et

 

 

 

18

1

 

 

0

1/9

1

1

 

cos 3t

 

 

 

19

1

 

 

8

1/6

1

0

 

t e 4t

 

 

 

20

1

 

 

0

1/9

0

1

 

sin 3 t sin

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

21

1

 

 

4/3

3

1

1

 

t e t

 

 

 

22

1

 

 

5

1/6

0

2

 

e 3t

 

 

 

23

1

 

 

0

1/4

1

2

 

sin t

 

 

 

24

1

 

 

11/5

5/2

1

2

 

t 3

 

 

 

25

1

 

 

0

1/4

0

0

 

cos 3t cos t

26

1/4

 

 

1

1

2

1

 

2e t

 

 

 

27

5

 

 

6

1

2

1

 

 

1

 

t

 

 

 

 

 

e t e 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

1

 

 

2

1/17

1

2

 

cos 4t

 

 

 

29

1

 

 

6

1/8

2

1

 

t e 2t

 

 

 

30

1

 

 

0

1

1

3

 

cos2

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

91

Задача 7. Решить задачу Коши для системы дифференци-

альных уравнений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.1. а)

x ' 2x 4 y cost;

б)

x' y z;

x(0) 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y ' sin t x 2 y.

 

y ' x z;

y(0) 0;

 

 

x(0) y(0) 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z ' x y.

z(0) 0.

7.2. а)

 

x ' 3y x;

 

 

 

б)

x ' x y 0;

x(0) 1;

 

 

t

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y ' x y e

 

 

 

y ' y 4z 0;

y(0) 0;

 

x(0) y(0) 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z ' 4z x 0.

z(0) 0.

7.3. а)

x ' 3x y;

 

 

 

б)

x' z y x;

x(0) 0;

 

 

y ' x y.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y ' z x y;

y(0) 1;

 

x(0) y(0) 1.

 

 

 

 

 

 

 

z.

 

 

0.

 

 

 

 

z ' x y

z(0)

7.4. а)

x ' y ' y et ;

 

 

б)

x ' x y 0;

x(0) 2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

0;

 

 

1;

 

2x' y ' 2 y cost.

 

y ' x

y(0)

 

 

x(0) y(0) 0.

 

 

 

 

z

0.

 

 

3.

 

 

 

 

z ' y

z(0)

7.5. а)

3x ' y ' 1 2x;

 

 

б)

 

x ' z;

 

 

 

x(0) 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y ' x y z;

 

 

 

 

x ' 4 y ' 3y.

 

 

 

 

 

y(0) 0;

 

x(0) y(0) 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z ' 2x y 2z.

z(0) 0.

7.6. а)

 

2x' 2x 2 y 3t2 ;

б)

x ' y z 0;

 

x(0) 1;

 

 

 

 

2

1

 

 

 

z

0;

 

 

 

 

y ' 4x 2 y 4t

 

 

y ' x

 

y(0) 0;

 

 

x(0) y(0) 0.

 

 

 

 

 

 

 

0.

 

 

 

 

 

 

z ' 2x y z

z(0) 0.

7.7.а)

7.8.а)

x ' 2 y 5x et ;y ' x 6 y e 2t .

x(0) y(0) 0.

x' x 2 y t;y ' 2x y t.

x(0) 2, y(0) 4.

б)

б)

x' 2x y z;y ' 4x 3y z;z ' 4x 2 y 2z.

x ' x y z;y ' 4x 4 y z;z ' 4x 2 y 3z.

x(0) 0;y(0) 2;

z(0) 1.

x(0) 0;y(0) 1;

z(0) 0.

92

7.9.а)

7.10.а)

7.11.а)

3x' 2x y ' 1;x' 4 y ' 3y 0.

x(0) y(0) 1.

x ' y x et ;y ' x y et .

x(0) 1, y(0) 1.

x ' 4x 3y sin t;

y ' 2x y 2cost. x(0) y(0) 0.

б)

б)

б)

x' y z;

x(0) 1;

 

 

y;

 

 

2;

 

y ' x

y(0)

 

 

 

z.

 

 

3.

 

z ' x

z(0)

 

 

x' y x;

 

x(0)

1;

 

 

 

 

1;

y ' x y z;

y(0)

 

 

 

 

0.

z ' y z.

 

z(0)

x' z 1;

 

 

x(0) 0;

 

 

 

 

 

 

y ' 2x 2 y z 0;

y(0) 0;

 

 

 

 

 

 

z ' 2x 3z 1.

 

z(0) 0.

7.12.а)

7.13.а)

7.14.а)

7.15.а)

7.16.а)

x ' 3x 4 y 9e2t ;

2x y ' 3y 3e2t . x(0) 2, y(0) 0.

y ' 2 y 4z cos x;z ' y 2z sin x.

y(0) z(0) 0.

x ' x y et ;y ' x y et .

x(0) y(0) 1.

y ' 3y 4z;

z ' 4 y 3z. y(0) z(0) 1.

x'' 2 y 0;

y ' 2x 0.

x(0)

0, x '(0) 1;

 

y '(0) 0.

y(0)

б)

б)

б)

б)

б)

x' x 2 y 2z;

x(0) 1;

 

 

1;

y ' 3y 2z;

y(0)

 

 

1.

z ' 2x 3y 3z.

z(0)

x' z

y x;

x(0) 1;

 

x y;

 

 

 

y ' z

y(0) 0;

 

y z.

 

 

 

z ' x

z(0) 0.

x ' 2x 4 y 4z;

x(0) 1;

 

 

4z;

 

 

1;

y ' 6 y

 

y(0)

 

 

6 y 6z.

 

1.

z ' 4x

z(0)

x' y z;

x(0)

1;

 

 

 

z;

 

1;

 

y ' 3x

y(0)

 

 

 

y.

 

1.

 

z ' 3x

z(0)

 

x' 8y;

 

x(0)

1;

 

 

 

 

 

1;

y ' 2z;

 

y(0)

 

 

8y 2z.

 

1.

z ' 2x

z(0)

93

7.17.а)

7.18.а)

7.19.а)

7.20.а)

7.21.а)

7.22.а)

7.23.а)

7.24.а)

7.25.а)

x'' y ' x et ;

x' y '' 1.

x(0) 1, x'(0) 0;y(0) 1, y '(0) 2.

x' x y et ;

y ' x y sin 2t. x(0) y(0) 1.

x' y ' y et ;

2x' y ' 2 y cost. x(0) y(0) 0.

x' 2x 4x cost;y ' x 2 y sin t. x(0) y(0) 0.

y ' 3z y;

z ' y ex z. y(0) z(0) 0.

x ' y ' y et ;

2x' y ' 2 y cost. x(0) 0, y(0) 0.

x' x y sin t;y ' y x 0. x(0) 0, y(0) 0.

2x' 3x y et ;

2 y ' 3y x 0. x(0) 0, y(0) 0.x ' 7x y 0;y ' 2x 5y 0. x(0) 1, y(0) 1.

б)

б)

б)

б)

б)

б)

б)

б)

б)

x ' 2x y z;y ' x z;

z ' y 2z 3x.

x' 2x y z;y ' x 2 y z;z ' x y 2z.

x' x y z;y ' x y z;

z ' x y z.

x ' z x y;y ' x y z;

z ' x y z.

x' x z y;y ' y x z;

z ' x y z.

x ' 2x y z;y ' 3y x z;

z ' y z x.

x ' x 2 y z;y ' y x 2z;z ' x y 2z.

x ' x 2 y z;y ' 2x y z;z ' x y 2z.

x ' 2x y z;y ' x 2 y z;

z ' y z 2x.

x(0) 0;y(0) 0;z(0) 1.

x(0) 0;y(0) 2;z(0) 1.

x(0) 1;y(0) 0;z(0) 1.

x(0) 0;y(0) 1;z(0) 0.

x(0) 2;y(0) 0;z(0) 0.

x(0) 0;y(0) 1;z(0) 0.

x(0) 1;y(0) 0;z(0) 0.

x(0) 0;y(0) 2;z(0) 0.

x(0) 0;y(0) 2;z(0) 1.

94

7.26.а)

7.27.а)

7.28.а)

x' 3y 5x 1;

б)

 

 

y ' 7 y 8x 0.

 

x(0) 0, y(0) 0.

 

x ' 2 y 1;

б)

 

 

y ' 2x 2e2t .

 

x(0) 1, y(0) 1.

 

x'(t) x(t) y(t) tб)

y '(t) 9 x(t) 2 y(

2

x(0) 0, y(0) 0.

x ' 2x z y;

y ' x y z;z ' x 2 y 2z.

x ' x y z;

y ' y z x;z ' y z 2x.

x ' y z x;

y ' z x 2 y;z ' x 2 y z.

x(0) 1;y(0) 0;

z(0) 0.

x(0) 0;y(0) 2;

z(0) 0.

x(0) 0;y(0) 1;

z(0) 0.

7.29.а)

7.30.а)

x' et y 5x;y e2t x 3y. x(0) 0, y(0) 0.

x ' x y t;

y 5 x 2 y 2t.2

x(0) 0, y(0) 1.

б)

б)

x ' z

2x y;

x(0)

0;

 

y 2z;

 

0;

y ' x

y(0)

 

 

 

 

1.

z ' 2 y z x.

z(0)

x ' y

z;

x(0)

0;

 

 

z;

y(0)

0;

 

y ' x

 

 

y.

z(0)

3.

 

z ' x

 

95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

Оригиналы и изображения по Лапласу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оригинал f (t)

 

 

Изображение F( p)

1

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

tn

 

n!

 

;

n натуральное число

 

 

 

 

 

pn 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

e t

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

sin t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 2

 

 

 

6

cos t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 2

 

 

 

7

sh t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 2

 

 

 

8

ch t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 2

 

 

 

9

t sin t

 

 

 

 

 

 

 

2 p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

t cos t

 

 

 

 

 

 

p2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 2

2

 

11

t sh t

 

 

 

 

 

 

 

2 p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

t ch t

 

 

 

 

 

 

p2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

96

Оригинал f (t)

Изображение F( p)

13

tn e t

 

 

 

n!

 

;

 

 

 

 

 

 

 

p n 1

 

 

 

 

n – натуральное число

14

e t sin t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p 2

2

15

e t cos t

 

 

 

p

 

 

 

 

 

p 2

2

16

e t sh t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p 2

2

17

e t ch t

 

 

 

p

 

 

 

 

 

p 2

2

18

te t sin t

 

 

 

2( p )

 

 

 

p 2 2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

te t cos t

 

 

( p )2

2

 

 

 

p 2 2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

sin t t cos t

 

 

 

23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

97

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Краснов М.Л., Киселев А.И., Макаренко Г.И. Функции комплексного переменного. Операционное исчисление. Теория устойчивости: учебное пособие для втузов. – М.: Наука, 1981.

2.Лунц Г.Л., Эльсгольц Л.Э. Функции комплексного переменного с элементами операционного исчисления. – СПб.: Лань, 2002.

3.Кетиков В.Н., Федосеев А.М.Функции комплексного переменного и их приложения: учеб. пособие. – Пермь, 2006.

4.Краснов М.Л., Киселев А.И., Макаренко Г.И. Функции комплексного переменного. Задачи и примеры с подробными решениями: учеб. пособие для втузов. – М.: Едиториал УРСС, 2003.

98

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Глава 1. Функции комплексного переменного..............................

3

1.1. Комплексные числаидействия надними...............................

3

1.2. Заданиемножества точек накомплекснойплоскости..........

9

1.3. Основные элементарныефункции

 

комплексного переменного............................................................

12

1.4. Дифференцированиефункции

 

комплексного переменного............................................................

16

1.5. Интегрированиефункцийкомплексного переменного.......

18

1.6. РядыТейлораи Лорана...........................................................

21

1.7. Классификацияособыхточек.................................................

25

1.8. Вычеты. Вычислениеинтегралов спомощьювычетов......

27

Глава 2. Операционное исчисление..............................................

31

2.1. Оригинал и изображение.........................................................

31

2.2. Свойства преобразования Лапласа.........................................

32

2.3. Решениелинейных дифференциальныхуравнений

 

с постоянными коэффициентамии ихсистем

 

операционным методом..................................................................

41

2.4. Решениеинтегродифференциальныхуравнений.................

44

Глава 3. Варианты расчетных заданий.........................................

47

3.1. Функциикомплексного переменного....................................

47

3.2. Операционноесчисление........................................................

80

Приложение. Оригиналы и изображения по Лапласу.................

96

Список литературы........................................................................

98

99

Учебное издание

Валеева Розалия Файзулхаковна, Спицына Римма Халимовна

ФУНКЦИИ КОМПЛЕКСНОГО ПЕРЕМЕННОГО И ОПЕРАЦИОННОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ

Учебно-методическое пособие

Редактор и корректор И.Н. Жеганина

_______________________________________________________

Подписано в печать 22.11.2016. Формат 60×90/16. Усл. печ. л. 6,25. Тираж 15 экз. Заказ № 207/2016.

_______________________________________________________

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета.

Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к.113.

Тел. (342) 219-80-33.

100

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]