SEMINAR TRANSFORMAREA LAPLACE. 1. Probleme. ω2 s s 2, Re s > 0; (4) sin ωt σ(t) ω. (s λ) 2, Re s > Re λ. (6)

Σχετικά έγγραφα
Transformata Laplace

( ) () t = intrarea, uout. Seminar 5: Sisteme Analogice Liniare şi Invariante (SALI)

Capitolul 9. Transformata Laplace. 9.1 Transformata Laplace

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

SEMINAR TRANSFORMAREA FOURIER. 1. Probleme

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

Integrala nedefinită (primitive)

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

* K. toate K. circuitului. portile. Considerând această sumă pentru toate rezistoarele 2. = sl I K I K. toate rez. Pentru o bobină: U * toate I K K 1

CAPITOLUL 4 FUNCŢIONALE LINIARE, BILINIARE ŞI PĂTRATICE

Curs 4 Serii de numere reale

CURS facultativ ELEMENTE DE TEORIA DISTRIBUŢIILOR

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

SEMINAR 14. Funcţii de mai multe variabile (continuare) ( = 1 z(x,y) x = 0. x = f. x + f. y = f. = x. = 1 y. y = x ( y = = 0

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE

z a + c 0 + c 1 (z a)

Transformata Radon. Reconstructia unei imagini bidimensionale cu ajutorul proiectiilor rezultate de-a lungul unor drepte.

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

Asupra unei inegalităţi date la barajul OBMJ 2006

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

SEMINARUL 3. Cap. II Serii de numere reale. asociat seriei. (3n 5)(3n 2) + 1. (3n 2)(3n+1) (3n 2) (3n + 1) = a

Toate subiectele sunt obligatorii. Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. Se acordă din oficiu 10 puncte. SUBIECTUL I.

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

Conice. Lect. dr. Constantin-Cosmin Todea. U.T. Cluj-Napoca

Ecuaţia generală Probleme de tangenţă Sfera prin 4 puncte necoplanare. Elipsoidul Hiperboloizi Paraboloizi Conul Cilindrul. 1 Sfera.

Fişier template preliminar

Capitolul 4. Integrale improprii Integrale cu limite de integrare infinite

Metode de interpolare bazate pe diferenţe divizate

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

Integrale cu parametru

GEOMETRIE PLANĂ TEOREME IMPORTANTE ARII. bh lh 2. abc. abc. formula înălţimii

Functii Breviar teoretic 8 ianuarie ianuarie 2011

Ion CRĂCIUN. Departamentul de Matematică şi Informatică Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi din Iaşi

EDITURA PARALELA 45 MATEMATICĂ DE EXCELENŢĂ. Clasa a X-a Ediţia a II-a, revizuită. pentru concursuri, olimpiade şi centre de excelenţă

COLEGIUL NATIONAL CONSTANTIN CARABELLA TARGOVISTE. CONCURSUL JUDETEAN DE MATEMATICA CEZAR IVANESCU Editia a VI-a 26 februarie 2005.

Curs 1 Şiruri de numere reale

Profesor Blaga Mirela-Gabriela DREAPTA

BARAJ DE JUNIORI,,Euclid Cipru, 28 mai 2012 (barajul 3)

2 Transformări liniare între spaţii finit dimensionale

Transformata Laplace

Demodularea (Detectia) semnalelor MA, Detectia de anvelopa

SERII NUMERICE. Definiţia 3.1. Fie (a n ) n n0 (n 0 IN) un şir de numere reale şi (s n ) n n0

CONCURS DE ADMITERE, 17 iulie 2017 Proba scrisă la MATEMATICĂ

Capitolul 3. Serii Fourier. a unei funcţii periodice de perioadă Dezvoltarea în serie Fourier

Tranzistoare bipolare şi cu efect de câmp

CURS VII-IX. Capitolul IV: Funcţii derivabile. Derivate şi diferenţiale. 1 Derivata unei funcţii. Interpretarea geometrică.

CAPITOLUL 1 CURBE ÎN PLAN

STUDIUL REGIMULUITRANZITORIU AL CIRCUITELOR ELECTRICE

Curs 2 Şiruri de numere reale

IV. CUADRIPOLI SI FILTRE ELECTRICE CAP. 13. CUADRIPOLI ELECTRICI

( ) ( ) ( ) Funcţii diferenţiabile. cos x cos x 2. Fie D R o mulţime deschisă f : D R şi x0 D. Funcţia f este

Ministerul Educaţiei Naționale Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare

T R A I A N ( ) Trigonometrie. \ kπ; k. este periodică (perioada principală T * =π ), impară, nemărginită.

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

Subiecte Clasa a VII-a

Componente şi Circuite Electronice Pasive. Laborator 3. Divizorul de tensiune. Divizorul de curent

Lucian Maticiuc CURS I II. 1 Matrice şi determinanţi. Sisteme de ecuaţii liniare. 1.1 Matrice şi determinanţi

Laborator 11. Mulţimi Julia. Temă

APLICAŢII ALE CALCULULUI DIFERENŢIAL. Material pentru uzul studenţilor de la FACULTATEA DE

TEMA 9: FUNCȚII DE MAI MULTE VARIABILE. Obiective:

Cursul Măsuri reale. D.Rusu, Teoria măsurii şi integrala Lebesgue 15

CURS METODA OPERAŢIONALĂ DE INTEGRARE A ECUAŢIILOR CU DERIVATE PARŢIALE DE ORDIN II

a) (3p) Sa se calculeze XY A. b) (4p) Sa se calculeze determinantul si rangul matricei A. c) (3p) Sa se calculeze A.

1.3 Baza a unui spaţiu vectorial. Dimensiune

2.1 Sfera. (EGS) ecuaţie care poartă denumirea de ecuaţia generală asferei. (EGS) reprezintă osferă cu centrul în punctul. 2 + p 2

Metode Runge-Kutta. 18 ianuarie Probleme scalare, pas constant. Dorim să aproximăm soluţia problemei Cauchy

GEOMETRIE PLANĂ TEOREME IMPORTANTE ARII. = înălţimea triunghiului echilateral h =, R =, r = R = bh lh 2 A D ++ D. abc. abc =

Proiectarea filtrelor prin metoda pierderilor de inserţie

1Ecuaţii diferenţiale

Ecuatii trigonometrice

CAPITOLUL 1. În acest paragraf vom reaminti noţiunea de primitivă, proprietăţile primitivelor şi metodele generale de calcul ale acestora.

Sisteme de ecuaţii diferenţiale

3.3. Ecuaţia propagării căldurii

Ion CRĂCIUN CAPITOLE DE MATEMATICI SPECIALE EDITURA PIM

ELEMENTE DE STABILITATE A SISTEMELOR LINIARE

1Reziduuri şi aplicaţii

Seminar 3. Serii. Probleme rezolvate. 1 n . 7. Problema 3.2. Să se studieze natura seriei n 1. Soluţie 3.1. Avem inegalitatea. u n = 1 n 7. = v n.

6 n=1. cos 2n. 6 n=1. n=1. este CONV (fiind seria armonică pentru α = 6 > 1), rezultă

Dreapta in plan. = y y 0

sin d = 8 2π 2 = 32 π

Ecuaţii diferenţiale de ordinul întâi rezolvabile prin metode elementare

Orice izometrie f : (X, d 1 ) (Y, d 2 ) este un homeomorfism. (Y = f(x)).

Capitolul 2 - HIDROCARBURI 2.4.ALCADIENE

Olimpiada Naţională de Matematică Etapa locală Clasa a IX-a M 1

Seminariile 1 2 Capitolul I. Integrale improprii

riptografie şi Securitate

VII.2. PROBLEME REZOLVATE

Esalonul Redus pe Linii (ERL). Subspatii.

Integrale generalizate (improprii)

Siruri de numere reale

Transformări de frecvenţă

Transcript:

SEMINAR TRANSFORMAREA LAPLACE. Probleme. Foloind proprieaea de liniariae, ă e demonreze urmăoarele: in σ(, Re > ; ( + penru orice C. co σ( h σ( ch σ(, Re > ; ( +, Re > ; (3, Re > ; (4. Să e arae că penru orice R şi λ C au loc e λ in σ( ( λ, Re > Re λ, (5 + e λ λ co σ( ( λ, Re > Re λ. (6 + 3. Să e arae că penru orice n N şi λ C au loc n σ( n!, Re >, (7 n+ n e λ n! σ(, Re > Re λ. (8 ( λ n+ 4. Să e deermine ranformaa Laplace a funcţiei periodice de perioadă T π f : R C, f( in σ(. 5. Să e calculeze ranformaele Laplace ale funcţiilor: a. f( in 3u du > ; b. f( u e 4u du, >. 6. Să e calculeze convoluţia in şi ranformaa Laplace a aceeia. 7. Să e calculeze ranformaele Laplace ale funcţiilor: a. f( e 5 σ(; b. f( co 3 σ(. 8. Să e calculeze ranformaele urmăoarelor funcţii: a. f( e e ; co a co b b. f(, a, b R;

Daniela Roşu c. f( in. 9. Să e deermine originalul funcţiei F ( ( + a ( + b, a, b >, a b.. Să e deermine originalul funcţiei F ( ( + a, a >.. Să e deermine originalul funcţiei F ( e /,.. Să e calculeze inegralele: + e in a. I d; b. I(a, b + e a in b d, a >, b R. 3. Să e deermine, în claa funcţiilor original, oluţiile problemelor Cauchy: x + x ae λ, x x e ( + + 3 x( x ( ; a. b. x( x x ( x, x, x R. 4. Să e deermine, în claa funcţiilor original, oluţia problemei Cauchy: x ( x ( x(, x(, x (. 5. Să e deermine, în claa funcţiilor original, oluţiile iemului: { x { ( x y + in x( y ( 4x + y + co ; y(. 6. Să e rezolve ecuaţiile inegrale: a. x( ( τx(τ dτ,, b. in( τx(τ dτ in,. 7. Să e rezolve urmăoarea ecuaţie inegro-diferenţială:. Avem L[in(]( j L[co(]( L[h(]( L[ch(]( L di d + Ri( + i(τ dτ u(,, i(. C. Soluţii a,, λ R ( L[e j ]( L[e j ]( ( j j + j ( L[e j ]( + L[e j ]( ( j + + j ( L[e ]( L[e ]( ( + ( L[e ]( + L[e ]( ( + + +. +.. +.

Seminar. Tranformarea Laplace 3. Rezulă din Teorema deplaării şi rezulae din Exerciţiul preceden. 3. Prima relaţie rezulă prin meoda inducţiei maemaice şi inegrarea prin părţi în inegrala care defineşe ranformarea Laplace, iar a doua relaţie rezulă din Teorema deplaării. 4. Foloim eorema ce dă imaginea Laplace a unei funţii periodice. F ( e π Inegrând ucceiv de două ori prin părţi găim iar apoi rezulă π π e in d. e in d + e π +, F ( + + e π e π + π ch, Re >. 5. a. Aplicăm Teorema de inegrare a originalului şi formula ( şi avem b. Foloim (8 in 3 3, Re >, + 9 L in 3u du L[in 3]( 3 ( + 9. e 4, Re > 4, ( + 4 3 şi prin aplicarea eoremei de inegrare a originalului găim L u e 4u du ( + 4 3. 6. Produul în convoluţie ee in ( u in u du iar imaginea Laplace ee ( u( co u du ( u( co u in u in, L[ in ]( L[]( L[in ]( + ( +. ( 7. a. L[ e 5 σ(]( ( (L[e 5 σ(]( 5 ( 5 3. ( b. L[ co 3 σ(]( (L[co 3 σ(]( 9 + 9 ( + 9. 8. Foloim Teorema de inegrare a imaginii [ e e ] [ a. L L e e ] (q dq ( q + q unde am ale ramura logarimului complex care aiface ln. dq ln + ; co u du

4 Daniela Roşu [ ] co a co b b. L L [coa co b] (q dq ( q q + a ln + a + b ; unde am ale ramura logarimului complex care aiface ln. [ ] in c. L L [in ] (q dq q + dq arcg q 9. F P Q admie polii impli, ±ja şi 3,4 ±jb. Aunci şi rezulă f( P ( Q ( ( + a + b q q + b dq π arcg. ( (b a e ja + e ja + (e jb (a b + e jb deci f( (b a (co a co b,.. Are loc decompunerea în fracţii imple. F ( A + unde coeficienţii au valorile B ja + A a 4, B a 4, C Avem σ(, λ eλ σ(, şi găim originalul C ( ja + D + ja + E ( + ja, j 4a 3, D a 4, E j 4a 3. ( λ eλ σ(, f( a 4 a 4 ( e ja + e ja 4a 3 j ( e ja + e ja, au, foloind formulele lui Euler, f( a 4 ( co a a in a,.. Penru > funcţia F ee olomorfă. Dacă avem în vedere cunocua dezvolare în erie e z z n n!, z C, n n deducem dezvolarea în erie a funcţiei F F ( ( n n! n ( n n! n+. Aunci, f( ( n n (n! n.. a. Fie Aunci I F (. F ( + e in n d Re >.

Seminar. Tranformarea Laplace 5 Pe de ală pare F ( reprezină ranformaa Laplace a funcţiei in, >. Avem in + şi din Teorema de inegrare a imaginii rezulă in F ( q dq arcg q + Aceaa îneamnă că + e in de unde rezulă I π arcg π 4. π arcg. d π arcg, Re >, b. După definiţia ranformaei Laplace, inegrala reprezină valoarea în a penru ranformaa funcţiei in b. Avem in b b, Re >, + b iar din Teorema de derivare a imaginii rezulă ( b b in b + b ( + b, Re >, şi deci 3. a. Avem I(a, b ab (a + b, a >, b R. x( X( x ( X( x ( X( e ( + + 3 e + e + 3e! ( 3 +! ( + 3 3 + 7 ( 3, Re >. Aplicăm ranformarea Laplace aupra ecuaţiei şi rezulă de unde rezulă X( (X( 3 + 7 ( 3 X( 3 8 + 9 ( ( 3 Re >. Funcţia X are pol implu şi pol de ordin 3. Avem iar Rez Rez ( e X(; lim( e ( 3 8 + 9 ( ( 3 e, ( e X(; lim d ( d ( 3 e ( 3 8 + 9 ( ( 3 e (, şi deci oluţia problemei Cauchy ee x( e + ( e.

6 Daniela Roşu b. Avem x( X( x ( X( x x ae λ a, Re > λ. + λ Aplicăm ranformarea Laplace aupra ecuaţiei şi rezulă deci ( + X( a + λ + x + x a X( ( + λ( + + x + + x +. Cunoaşem din formulele (, (, originalele ulimilor doi ermeni x + x co, x + x in. Penru primul ermen e obţine uşor decompunerea în fracţii imple ( a ( + λ( + a λ + + λ + λ + + iar originalul corepunză or ee a λ + În concluzie, oluţia problemei Cauchy ee 4. Avem x( a λ + (e λ a in co. (e λ a in co + x co + x in. x( X( x ( X( x ( X( x( X ( x ( d ( X( X( X ( +. d Aplicăm ranformarea Laplace aupra ecuaţiei şi rezulă X( X ( + (X( + X ( au echivalen, ( X ( 4X( + 3. Aceaa e crie ub forma X ( 4 X( + 3, ee o ecuaţie difrenţială liniară de ordinul înâi şi are oluţia iar originalul ee X( C + 3 3 (, C R, x( C ( ch h + ch h.

5. Fie x( X( şi y( Y (. Aunci Seminar. Tranformarea Laplace 7 x ( X(, şi y ( Y (. Aplicăm ranformarea Laplace aupra iemului diferenţial şi rezulă iemul algebric ( + X + Y + 4X + ( Y + +, cu oluţia X( 3 ( +, Y ( 3 + 3 3 + 3 + 6 (. + Au loc decompunerile în fracţii imple X( 3 + +, Y ( 6 + 3 + 3 + iar originalele un x( 3 + in, y( 6 + 3 co 3 in,. 6. a. Prin aplicarea ranformaei Laplace rezulă X( + X( cu oluţia X( şi originalul x( in,. + b. Avem in ( co ( + 4 ( + 4, şi prin aplicarea ranformaei Laplace aupra ecuaţiei obţinem + X( ( + 4, de unde X( ( + ( + 4, iar prin decompunerea în fracţii imple găim X( + 3. Originalul ee + 4 x( + 3 co,. 7. Funcţia necunocuă i( reprezină ineniaea curenului înr-un circui în care un îneriae o bobină cu inducanţa L, un rezior cu rezienţa R şi un condenaor de capaciae C. Dacă în circui e aplică o eniune u u(, aunci conform legii lui Kirchhoff U L +U R +U C u(. În ipoeza că L, R, C un conane, legile lui Faraday ne dau U L ( L di d, iar legea lui Ohm aigură U R Ri(. Dacă i( I(, ecuaţiei găim U C( C i(τ dτ, u( U(, aplicând ranformarea Laplace în ambii membrii ai LI( + RI( + C I( U(

8 Daniela Roşu au I( C LC + RC + U(. Polii funcţiei I( un rădăcinile ecuaţiei LC + RC +, L R R ± C 4LC. LC Noăm α L R R şi β C 4LC cu obervaţia că dacă R > 4L aunci β >, dacă LC C R < 4L 4LC R C aunci β j C, iar dacă R 4L aunci β. LC C Dacă β, avem α + β, α β şi are loc decompunerea în fracţii imple Aunci iar originalul ee i( L LC + RC + LC I( L α + β β ( α + β β( + α + β β( ( α + β β( U( + α + β β( U( e ( α+β( τ u(τ dτ + α + β β. e ( α β( τ u(τ dτ. În iuaţia R 4L C, avem β şi α L are loc decompunerea în fracţii R imple LC + RC + ( LC + α α ( + α, şi găim iar originalul ee i( L penru. I( L ( + α U( α ( + α U( e α( τ u(τ dτ α e α( τ ( τu(τ dτ,