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补充拉氏变换
补充:拉氏变换
一、复数
1、定义
将的数称为复数,其中称为虚数单位,为的实部,为的虚部。可分别表示为Res=,Ims=。
2、共轭复数
设为一个复数,称为的共轭复数,记为。
3
设,是两个复数,则
(1)加减法定义
,
(2)乘法定义
3)除法定义
)
4、复变函数的概念
设A是复平面上的一个点集,如对于A中任意的一点,有确定的复数G同它对应,则说在A上定义了一个复变函数,称为
定义:对于复数为指数复变函数。
因此,对任意的实数有:
该式也称为欧拉(Euler)公式。
二、拉普拉斯变换(LapLace 变换,简称拉氏变换)
(一)、定义
设函数满足:(1)当时,;(2)当时,分段连续且
则的拉氏变换存在,且表达式记为:
相应地,为的拉氏逆变换。记为:。
例:求正弦函数的拉氏变换。
解:由欧拉公式有,,可得
解法二:
故
(二)、基本性质
1、线性性质
;
2、微分性质
(1)
证明:
(分部积分法)
一般地:
(2)
一般地:
3、积分性质
证明:
令,则有,且
,也即
,故
4、位移性质(也称复位移性质):;
证明:(变量替换的概念)。
5、延迟定理(也称实位移性质): ;[注意:为正值]
证明:(时间小于零,没定义,变量替换的概念)
6、初值定理:;终值定理:
(三)、常见函数的拉氏变换
1. 单位脉冲函数
2.单位阶跃函数
3.单位斜坡函数
4.指数函数
5.正弦函数
6.余弦函数
(四)、拉氏反变换
F(s)化成下列因式分解形式:
(a)F(s)中具有不同的极点时,可展开为
(b)F(s)中具有多重极点时,可展开为
,其中系数a求法同上。
例:,求拉氏反变换
解:将展开为部分分式得
因此,
例:,求拉氏反变换
解:将展开为部分分式得
因此,
例:,求拉氏反变换
解:方法一:部分分式法
因此,
方法二:拉氏变换的位移定理
根据典型信号的拉氏变换得,
例:,求拉氏反变换
解:将展开为部分分式得
因此,
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