作者doom8199 (~口卡口卡 修~)
看板Grad-ProbAsk
标题Re: [理工] [工数]-请教一题拉氏反转换
时间Wed Dec 30 23:12:07 2009
※ 引述《MilkerMdot (缘投阿琳)》之铭言:
: 题目
: F(S)= exp(-s^1/2)
: 求拉氏反转换
: 如果能用复变线积分的算法算出来就更好了
: 我同学说 可以用复变算出来 他要叫我老爸
: 谢谢
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-√s e^(-√s) F(s)
F(s) = e → F'(s) = ──── = ────
-2√s -2√s
F'(s) 1
→ ─── = ─── _____(1)
F(s) -2√s
F''(s) [F'(s)]^2 1
→ ──── - ───── = ───
F(s) [F(s)]^2 4s√s
( 将 (1)式代入上式 , 藉此消去 √s )
F''(s) 1 F'(s)
→ ──── - ── = ────
F(s) 4s -2sF(s)
→ 4sF''(s) + 2F'(s) - F(s) = 0
→ L{ 4*[(t^2)f(t)]' - 2tf(t) - f(t) } = 0
→ 4*[(t^2)f(t)]' - 2tf(t) - f(t) = 0
→ 4(t^2)f'(t) + (6t-1)f(t) = 0
4 1 - 6t
→ ─── d[f(t)] = ─── dt
f(t) t^2
→ 4*ln|f(t)| = -1/t - 6ln|t| + 4*c1
-3/2 -1/(4t)
→ f(t) = c2*t * e , where c2 = e^(c1)
接着求 c1:
f(t) s*F(s)
lim ───── = lim ────── by Final Value Theorem
t→∞ t^(-3/2) s→0+ s*L{t^(-3/2)}
F(s)
= lim ─────
s→0+ -2√(πs)
F(s) / (-2√s)
= lim ──────── by L' Hospital's Rule
s→0+ -2√π / (2√s)
1
= ─── ( 注意 F(0+) = 1 )
2√π
-1/(4t) 1 1
即 lim c2*e = ─── → c2 = ───
t→∞ 2√π 2√π
1 -3/2 -1/(4t)
因此 f(t) = ─── * t * e
2√π
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这题我觉得不太可能直接用复变去解
因为 e^(-√z) is analytic for all z 属於 C
没有 pole 可以让你包
且外围线积分也不会因为 region 扩大使的定积分值收敛至 0
除非事先求 g(s) = e^(-√s) / s^k 之类的的 ILT (用复变解)
然後再跟 f(s) 做 linking
若是直接用 ILT 的公式硬干的话:
1 a+i∞ -√s st
f(t) = ── ∫ e * e ds , where s = a+bi
2πi a-i∞
( set s^(1/2) = ir )
1 (-a-i∞)^(1/2) -ir -tr^2
= ── ∫ e * e -2r dr
2πi (-a+i∞)^(1/2)
-1 -t*(r + i/2t)^2 -1/4t
= ── ∫ e * e r dr
πi C
2 2
e^(-1/4t) -t*(r + i/2t) i -t*(r + i/2t)
= ──── *[∫ e (r+i/2t) dr - ──∫ e dr]
-πi C 2t C
e^(-1/4t) i √π
= ──── *[ 0 - ── * ─── ] ____ (2)
-πi 2t √t
e^(-1/4t) 1
= ──── * ───
2√π t^(3/2)
(2) 式我直接把积分区间当成正负无穷大去解
所以直接套结论 OTZ
理论上应该要照着积分路径去积分
只是把实虚部分开算,计算过程会很丑
有算错别怪我 QQ
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※ 编辑: doom8199 来自: 140.113.141.151 (12/30 23:14)
1F:推 iyenn: 爸我回来了~XDD 12/30 23:21
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5F:→ doom8199:没写清楚 >< , 那个是左右对 s 微分 12/30 23:51
6F:→ honestonly:噢噢QQ..看到原PO第一步 我就双脚发软下跪了 科科! 12/30 23:52
7F:推 kagato:跪Orz.. 12/31 00:14