什么是微分方程的拉普拉斯变换解法?

作者&投稿:前庄 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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利用拉普拉斯变换解微分方程是运用拉普拉斯变换的线性性质和微分性质可将复杂的常微分方程运算过程简单化。

微分方程的拉普拉斯变换解法,其方法是:

1、先取根据拉氏变换把微分方程化为象函数的代数方程

2、根据代数方程求出象函数

3、再取逆拉氏变换得到原微分方程的解

为了说明问题,特举例.

例1:求方程y"+2y'-3y=e^(-t)满足初始条件y(0 )=0,y'(0 )=1的解。

求解过程如下。




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数学问题方法的一个题目有疑问,求大神
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乐平市13563401025: 什么是拉普拉斯变换? -
终烟双扑:[答案] 用某种数学变换,把微分运算变成代数运算(或减少微分方程中为质量的个数)的方法,以使得计算简便. 就像取对数可以把乘除运算变成加减运算一样.

乐平市13563401025: 什么是拉氏变换? -
终烟双扑:[答案] 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...

乐平市13563401025: 什么是拉普拉斯变换? -
终烟双扑: 拉普拉斯变换(英文:Laplace Transform),是工程数学中常用的一种积分变换.如果定义: f(t),是一个关于t,的函数,使得当t<0,时候,f(t)=0,; 拉普拉斯变换 s是一个复变量; mathcal 是一个运算符号,它代表对其对象进行拉普拉斯...

乐平市13563401025: 什么是拉普拉斯变换呢?
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乐平市13563401025: 拉普拉斯变换为什么能够求解微分方程能讲详细点吗?总感觉它很神奇特征根,也很抽象,复数也抽象,比如1,1/s t,i/s的平方 -
终烟双扑:[答案] 拉普拉斯变换提供了一种变换定义域的方法,把定义在时域上的信号(函数)映射到复频域上(要理解这句话,需要了解一下函数空间的概念--我们知道,函数定义了一种“从一个集合的元素到另一个集合的元素”的关系,而两个或以上的函数组合...

乐平市13563401025: 拉普拉斯变换有谁知道是什么东西吗???? -
终烟双扑: 用某种数学变换,把微分运算变成代数运算(或减少微分方程中为质量的个数)的方法,以使得计算简便. 就像取对数可以把乘除运算变成加减运算一样.在大学的课程里面,有一门叫做数理方程,会涉及到!~

乐平市13563401025: 什么是拉氏变换? -
终烟双扑: 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.

乐平市13563401025: 拉普拉斯变换为什么能够求解微分方程能讲详细点吗 -
终烟双扑: 还是没有回答问题啊,我知道它是可以简化运算,可是为什么啊?为什么所有的微分方程都要跟e的指数有关?这才是拉氏变换可以用于解微分方程的原因:拉氏变换是一个以e的指数衰减的积分变换,而目前在教学中接触的初等微分方程的解一般都是e的指数,所以才能用拉氏变换简化.更复杂的方程要么解起来很难要么根本不可解,对那些方程拉氏变换已经没用了.

乐平市13563401025: 用拉普拉斯变换怎样求微分方程? -
终烟双扑: 原发布者:a200710412114 (1) 例2求一次函数f(t)=at(t≥0,a是常数)的拉氏变换. 解 L[at]=∫0+∞ate-ptdt=-a/p∫0+∞td(e-pt) =-[at/pe-pt]0+∞+a/p∫0+∞e-ptdt 根据罗必达法则,有 limt0+∞(-at/pe-pt)=-limt0+∞at/pept=-limt0+∞a/p2ept 上述极限当p>0时收敛于0,所以有limt0+∞(-at/pe-pt)=0 因此L[at]=a/p∫0+∞e-ptdt =-[a/p2e-pt]0+∞=a/p2(p>0) (2) 例3求正弦函数f(t)=sinωt(t≥0)的

乐平市13563401025: 用拉普拉斯变换求解方程 -
终烟双扑: y的拉普拉斯变换为Y(s) 则其特征方程为 s^2-s+1=0 s1=0.5+0.5*sqrt(3)i,s2=0.5-0.5*sqrt(3)i y(t)=C1exp(s1t)+C2exp(s2t) =C1exp(0.5t)sin(0.5sqrt(3)t)+C2exp(0.5t)cos(0.5sqrt(3)t) y(0)=0 ->C2=0 y(1)=2 ->C1=2/exp(0.5)/sin(0.5sqrt(3)) y(t)=2exp(0.5t)sin(0.5sqrt(3)t)/exp(0.5)/sin(0.5sqrt(3))

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