作者doom8199 (~口卡口卡 修~)
看板Grad-ProbAsk
标题Re: [理工] [工数]-三角函数定积分&有理函数暇积分 …
时间Sun Dec 20 21:19:49 2009
※ 引述《honestonly (嗯..)》之铭言:
: (3)
: ∞ cosxt
: Find the Laplace transform of the given function ∫ -------dx
: 0 1+x^2
: π
: 答案是 -------
: 2(s+1)
: 我的算法是先把那个function令成I 且积分区间换成-∞到∞ 然後取留数
: π
: 计算出I值以後是 ----cosht 然後取拉式转换 跟答案不一样 哭哭
: 2
: p.s.第三题 我令cosxt=e^ixt 之後取实部 计算答案会一样
: 但是为什麽直接用cosxt算就不行??
---
考虑定积分
cos(tz) R cos(tx) cos(tz)
∮ ──── dz = ∫ ──── dx + ∫ ──── dz
c 1 + z^2 -R 1 + x^2 c1 1 + z^2
其中 c1: 由 z=R ,经 |z|=R , 逆时针旋转,抵达 z=-R 的路径
这里要注意的是
当 R→∞ , 右边那项积分并不是0
1 itz -itz
因为: cos(tz) = ___[ e + e ]
2
1 it(a+bi) -it(a+bi)
= ___[ e + e ] for z=a+bi
2
1 (-tb + ita) (tb - ita)
= ___[ e + e ]
2
可以注意到 cos(tz)
含有 e^(tb) 、 e^(-tb) 等因素
所以当 R→∞ , 右边那团积分就不能保证是 0
(回想一下当时在证明那团积分=0时 , 是如何用 ML-Ineuqality 来 approach)
---
所以
变成是要考虑以下定积分:
e^(itz) R e^(itx) e^(itz)
∮ ──── dz = ∫ ──── dx + ∫ ──── dz
c 1 + z^2 -R 1 + x^2 c1 1 + z^2
分析一下右边那个积分:
e^(itz) 1
|∫ ──── dz| ≦ ────── * πR by ML-Inequality
c1 1 + z^2 |1 + z^2|
1
≦ ────── * πR
|z^2| - 1
πR
= ────
R^2 - 1
所以当 R→∞ , 那项积分 "的绝对值" 会趋近於 0
(至於它怎麽趋近不是重点,重点是那项会 vanish 就好)
因此可以得到
∞ e^(itx) e^(itz)
∫ ──── dx = ∮ ──── dz
-∞ 1 + x^2 1 + z^2
= 2πi * Σ Res{ f(z) , z } at all poles in u.h.p.
e^(-t)
= 2πi * ───
2i
= πe^(-t)
也就是原始积分 :
∞ cos(tx) 1
∫ ──── dx = ___ Re{ πe^(-t) }
0 1 + x^2 2
π
= ___ e^(-t)
2
(π/2)
即它的 Laplace Transform 是 _______
s + 1
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◆ From: 140.113.141.151
1F:推 kagato:(跪 12/20 21:33
※ 编辑: doom8199 来自: 140.113.141.151 (12/20 21:45)
2F:推 honestonly:娘子快出来拜神呀!!!<(_ _)> 12/20 22:01