Laplaceova transformace. - Katedra matematiky FEL ČVUT

8p
(p2 +4) 2 + p 2(p−2)
p−2 + p−4 − 2.
Použijeme linearitu, vztahy tf(t) −F ′ (p), f ′ (t) pF (p) − f(0+), e 2t f(t) F (p − 2)
a vzorce sin 2t 2
p 2 +4
, cosh 2t p
p 2 −4
19. f(t) = e−3t cos (2t + π
2 ) + sin 3(t − π)
Je cos (2t + π
2
) = cos 2t cos π
2
− sin 2t sin π
2
, 1 1
p .
= − sin 2t
a sin 3(t − π) = sin 3t cos 3π + cos 3t sin 3π = − sin 3t.
Je f(t) = −e −3t sin 2t − sin 3t tedy F (p) =
−2
(p+3) 2 3 − +4 p2 +9 .
Použijeme linearitu, vztah e −3t f(t) F (p + 3) a vzorce
sin ωt ω
p 2 +ω 2 , ω = 3, ω = 2.
20. f(t) = 5.2 −t − 4t3 t
Je f(t) = 5e −t ln 2 − 4te t ln 3 , tudíž F (p) = 5
p+ln 2 −
4
(p−ln 3) 2 .
Použijeme linearitu, vztah eatf(t) F (p−a), a = − ln 2, a = ln 3 a vzorce 1 1 1
p , t p2 .
21. f(t) = t
Je F (p) = 1
p
2
p 2 +
0 (2 + 4eu sinh 3u)du − (3 t − tsinh 5t) ′
2
p +
4.3
(p−1) 2 −9
− p
1
p−ln 3 +
12
p(p2 p 10p2
− −2p−8) p−ln 3 − (p2−25) 2 − 1.
Použijeme linearitu, vztahy t
0
f ′ (t) pF (p) − f(0+), tf(t) −F ′ (p) a vzorce 1 1
p
22. f(t) = 6 sin t sinh 3t − 4t 3 − 2 cos t cosh t
Je f(t) = 3 sin t(e 3t − e −3t ) − 4t 3 − cos t(e t + e −t ), tedy
F (p) =
3
p 2 −6p+10 +
3
(p−3) 2 +1 +
5
p2
′
− lim
−25 t→0+ (3t − tsinh 5t) =
f(u)du 1
p F (p), eat f(t) F (p − a), a = 1, a = ln 3,
3
(p+3) 2 3! − 4 +1 p4 − p−1
(p−1) 2 p+1
− +1 (p+1) 2 +1 =
3
p2 24 − +6p+10 p4 − p−1
p2 p+1
− −2p+2 p2 +2p+2 .
, sinh ωt ω
p 2 −ω 2 , ω = 3, ω = 5.
Použijeme linearitu, vztah e at f(t) F (p − a), a = 3, a = −3, a − 1, a = −1 a vzorce
t 3 3!
p 4 , sin t 1
p 2 +1
, cos t p
p 2 +1 .
23. f(t) = (e t sinh t + t 3 e 2t − 6) ′ + 3 t
Je F (p) = p
1
(p−1) 2 −1
p
p2 6p
+ −2p (p−2) 4 − 6 + 6 + 72
0 (u4 − u cos 2u) du
3! + (p−2) 4 − 6
p
p6 + 3
p
p 2 +4−2p 2
p 2 +4
− lim
t→0+ (et sinh t + t 3 e 2t − 6) + 3
p
1 6p
= p−2 + (p−2) 4 + 72
p6 + 3(4−p2 )
p(p2 +4) .
4!
p5
p
+ p2
′
+4
Použijeme linearitu, vztahy f ′ (t) (pF (p)−f(0+)), t
1
0 f(u)du pF (p), tf(t) −F ′ (p),
e at f(t) F (p − a), a = 1, a = 2 a vzorce t 3 6
p 4 , t 4 4!
p 5 , sinh t 1
p 2 −1
24. f(t) = 3 − 4 t
0 sinh (t − u) cos udu
1 p
F (p) = 3
p − 4
p2−1 p2 +1
= 3
p −
4p
(p2−1)(p2 +1)
Použijeme linearitu, větu o obrazu konvoluce (f ∗ g)(t) F (p)G(p) a vzorce
1 1
p
, sinh t 1
p 2 −1
, cos t p
p 2 +1 .
=
, cos 2t p
p 2 +4 .