- •Введение
- •1. Определение преобразования Лапласа
- •2. Свойства преобразования Лапласа
- •3. Формула обращения
- •4. Теорема разложения
- •5. Теорема о предельных значениях
- •6. Операционный метод решения краевых задач нестационарной теплопроводности
- •7. Изображение разрывных оригиналов
- •8. Изображение периодических оригиналов
- •9. Нахождение изображений функций непосредственно с помощью определения и с использованием таблиц изображений
- •10. Изображения производных и интеграла от оригинала.
- •11. Отыскание оригинала по изображению.
- •12. Применение операционного исчисления к решению некоторых дифференциальных и интегральных уравнений и систем дифференциальных уравнений.
- •Список литературы
- •Справочные таблицы
68
Справочные таблицы
Таблица 1.
Основные правила операционного исчисления.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
№ |
|
|
|
|
f (t) |
|
|
|
|
(p) = |
|
|
|
|
|
e−pt f (t)dt |
Примечание |
||||||||||||||
|
1 |
|
σ+i∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
Формула |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1. |
|
|
|
|
|
ept |
|
|
(p)d p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(p) |
|
||||||||
|
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
|||||||||||||||||
m |
|
|
|
|
|
|
m |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
обращения |
|||||||
|
|
2pi σ−i∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Свойство |
2. |
å ci fi(t), Ci |
= const |
|
|
|
|
|
å ci f i(p) |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
линейности |
||||||||||||||||||||||||||
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i=1 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
3. |
|
|
|
f 0(t) |
|
|
|
|
p |
|
(p) − f (0) |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
f |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pn |
|
(p) − pn−1 f (0)− |
|
||||||||||||||||
|
|
|
f (n)(t), n ≥ 2 |
f |
Изображение |
||||||||||||||||||||||||||
4. |
|
|
|
−pn−2 f 0(0) −...− |
производной |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−f (n−1)(0) |
|
|||||||
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изображение |
||
5. |
|
|
|
f (t)dt |
|
|
|
|
|
|
1 f (p) |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
интеграла |
||||||||||||||
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
|
|
|
t f (t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
0(p) |
Дифферен- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цирование |
7. |
|
|
tn f (t), n ≥ 0 |
|
|
|
(−1)n |
|
|
|
|
(n)(p) |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
f |
изображения |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
f (t) |
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Интегриро- |
|||||
8. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (q)dq |
вание |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
изображения |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
9. |
|
|
|
t f (τ) |
dt |
|
|
|
|
|
1 ∞ |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
0 |
|
τ |
|
|
|
|
|
|
p |
p |
|
|
f (q)dq |
Интегриро- |
|||||||||||||||
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вание |
|||
|
|
|
|
∞ f (τ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
оригинала |
|||||||||
10. |
|
|
|
R |
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
f (q)dq |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
τ |
|
|
|
|
|
p |
0 |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
www.mitht.ru/e-library
69
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
№ |
|
|
|
|
f (t) |
|
|
f |
(p) = |
|
|
e−pt f (t)dt |
Примечание |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
ekt f (t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Теорема |
||||
11. |
|
|
|
|
|
|
|
f (p −k) |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
смещения |
||||||||||||||||||
12. |
|
f (t −t0), |
|
|
|
|
e−pt0 |
|
|
|
(p) |
Теорема за- |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
f |
||||||||||||||||||||
|
f (t) = 0 при t < 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
паздывания |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
p |
Теорема |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
13. |
f (kt), k > 0 |
|
|
|
|
|
k |
f |
|
|
|
|
подобия |
||||||||||||
|
|
|
|
|
k |
||||||||||||||||||||
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Теорема |
14. |
f1(t) f2(t −t)dt |
|
|
|
|
|
1(p) |
|
2(p) |
умножения |
|||||||||||||||
|
|
|
|
f |
f |
||||||||||||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
изображений |
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f 1 |
(pk) |
epkt |
|
f 1(p) |
= |
|
|
|
|
|
|
|
f 1(p) |
|
Теорема |
||||||||
15. |
å |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
∞ |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
k=1 |
f |
2 |
0(pk) |
|
f 2(p) |
|
|
|
разложения |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∏ ak(p − pk) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k=1 |
|
Таблица 2.
Изображения по Лапласу некоторых функций.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
f (t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (p) |
|
1. |
1 |
|
|
|
|
|
1 |
, Re p > 0 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|||
|
tν |
|
G(n + 1) |
|
|
|||||||
2. |
|
|
|
|
|
, n > −1, Re p > 0 |
||||||
|
pν+1 |
|||||||||||
3. |
tn, n N |
|
|
|
|
n! |
, Re p > 0 |
|||||
|
|
|
|
pn+1 |
||||||||
4. |
eαt |
|
1 |
|
|
|
, Re > Re a |
|||||
|
|
|
p |
|||||||||
5. |
sin wt |
|
|
|
w−a |
|
|
|||||
|
|
p2 + w2 , Re p > Im w |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
www.mitht.ru/e-library
70
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
|
|
|
|
|
|
|
f (t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (p) |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
6. |
|
|
|
|
|
|
cos wt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
, Re p > Im w |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p2 +λw2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7. |
|
|
|
|
|
|
sh λt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, Re p > Re λ |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p2 |
− |
λ2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
8. |
|
|
|
|
|
|
ch λt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
, Re p > Re λ |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p2 −λ2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
9. |
|
|
|
|
|
|
tneαt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, Re p > Re λ |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(p −α)n+1 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
10. |
|
|
|
|
|
t sin wt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2pw |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( p2+ w2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p2 |
|
w2 |
2 |
|
, Re p > Im w |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
11. |
|
|
|
|
|
t cos wt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
) |
|
|
|
, Re p > |
Im w |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
λt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(w + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
12. |
|
|
|
|
e |
sin wt |
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
λ 2 |
+ w2 |
, Re p > Re λ + Im w |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p2 |
|
w2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
−p ) λ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
13. |
|
|
|
|
eλt cos wt |
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
, Re p > Re λ + |
Im w |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
(p |
−λ)2 + w2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
√ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p2 |
|
|
p |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
14. |
|
|
|
|
|
|
e−α |
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
π |
exp |
|
|
|
|
erfc |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
4α2 |
2α |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
15. |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
e−αt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
√ |
πt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
√ |
p + α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
√ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
√ |
α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
16. |
|
|
|
|
|
|
|
|
αt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
erf |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p√ |
p + α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
17. |
|
|
|
|
erfc |
α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
exp −α√ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2√ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
α |
|
|
|
|
|
α2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
18. |
|
2√ |
|
|
exp − |
|
|
|
|
, α > 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
exp −α√ |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
4t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
πt3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
19. |
1 |
exp |
− |
α2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
exp −α√ |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
√ |
πt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
√ |
|
p |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
4t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
www.mitht.ru/e-library
71
Примечания к таблице:
Γ(x + 1) = |
∞ |
|
|
|
|||||
R |
e−t txdt , Re x > 1 — гамма-функция |
||||||||
erfc x = 2 |
∞ e−t2 dt |
1 |
|
erf x |
|||||
|
|
|
|
0 |
|
|
|
− |
|
2 |
|
|
|
xR 2 |
|
|
|
||
√ |
π |
x |
≡ |
− |
|
||||
erf x = √π 0 |
e−t dt |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
www.mitht.ru/e-library