Файл: Шелковников Ф.А. Сборник упражнений по операционному исчислению учебное пособие для студентов вузов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 142
Скачиваний: 4
У к а з а н и е /
Vp (1 +PW)
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
sin ' |
|
V p |
PiJ r |
bl |
|
b V r- о V x — t |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ \ |
|
|
|
\_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
_i__ |
(± |
||||
|
|
|
|
P |
|
|||||
' V p |
|
|
■+b1 |
>V7 ^ p |
||||||
где <p(p) = |
pi + bi |
|
■cos bx. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5) Р е ш е н и е . |
Операторное уравнение будет |
|||||||||
|
|
и(Р) = / ( р ) + х |
’ Vp |
|
|
|
||||
Заменяем здесь |
рна |
1 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||||
Р |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{ - j ) - , { ~ j ) + l p V p ‘ w - |
||||||||
Из этих |
двух равенств находим |
и(р): |
|
|
||||||
|
|
|
|
1 |
f(p)+ X |
|
г |
|
7(- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
р Vp |
|
||
"Возвращаясь к оригиналам, получим |
|
|
||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
sin 2 V |
|
*t |
|
.и {х) |
= |
■1 — Х2 /<*)+* 5 |
V |
L |
-----f ( t ) d t |
|||||
|
|
|
|
|
|
о |
лt |
|
|
Л02
|
1 |
|
|
|
X |
d |
ch |
|
112. 1) |
sh bx - |
|
|
|
||||
и == |
|
|
|
|
|
|||
|
1 — X2 |
|
|
ь У % |
^ x |
0" У х — t |
||
|
|
|
|
|||||
|
У к а з а н и е . |
Использовать формулу |
|
|||||
|
1 |
/ 1 \ . |
0 |
cos 2 V x t |
|
|
||
|
|
|
|
|
У У х |
|
|
|
2) |
Ответ можно представить в двух видах: |
|
||||||
|
1 |
|
|
|
|
* |
ch — |
|
|
ch bx - |
|
х |
С\ |
ь |
dt |
||
|
1 — Х2 |
|
||||||
|
|
|
|
b2У У |
о |
У х — t |
|
|
|
1 |
|
|
со |
|
,-------- |
|
|
|
■ , |
г |
, f |
cos 2 |
Уу x t |
|
||
|
1 — А2 I |
ch |
bx -f X ^ |
----------------- ch bt d t |
|
3)Р е ш е н и е . Известно, что
Л, ( ^ . V a x ) ^ - — е Р\
|
|
Р |
|
|
С cos 2 У x t |
1 |
_ [ |
1 |
|
А ' |
,/■— |
и У ) М ^ — — и [ — |
||
i |
V ™ |
у р |
|
\ Р |
Следовательно, |
|
|
|
|
- |
ч 1 |
. 1 |
_ 7 |
1 |
« ( Р ) = — * р + л —— |
|
|
||
|
* |
/ р |
|
|
и |
= р е ~ ар + \ V р и ( р ) . |
203
Отсюда нахоДйМ:
|
‘ М =Т ^ ( т е~7+1^ |
р‘' ‘Р] |
|
|
||||||||
|
Переходя к оригиналам, получим: |
|
|
|
||||||||
„ |
= j j _ |
Л,(2VZ) + I \ |
|
|
У.(2 Va,) « I. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
V ' ■кх |
|
|
|
4) |
u = |
1 |
|
f ( x ) + ^ ^ |
cos 2 ' У xt |
f(t)dt |
|
|
||||
|
|
1 — Ха |
|
|
|
V"*■* |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ИЗ. I) я = |
1 |
|
x m + l- |
Г ( д + 1 ) |
~ (— 2 < m < — 1). |
|||||||
|
|
1 — Ха |
|
|
Г ( — m ) x m+1 . |
|
|
|
||||
|
У к а з а н и е . |
В этом |
и |
в |
трех |
последующих |
примерах |
|||||
использовать формулу |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
J Уо(2 Y x i ) u ( t ) d t < ± у и ( у ) . |
|
|
||||||||
2) |
н = |
1 |
|
/ |
, |
X |
sin |
х \ |
|
|
|
|
---------( cos ox + |
— |
— |
). |
|
|
|
||||||
|
|
1 — Ха V |
|
£ |
|
b |
) |
|
|
|
||
3) |
Ответ можно представить в двух видах: |
|
|
|||||||||
|
|
( |
|
|
|
ах |
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
le~^W ' |
|
bx |
|
Ьх |
|||
1 — Ха |
\еах sin bx -+- ■ |
«а + А2 |
b cos -7———+ a sin ■ |
|
||||||||
|
|
|
|
|
а2 + b2 |
сР + *2 |
||||||
« = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
----- X2 |
|
s‘n ^Л‘ + ^ ^ Л |
(2 |
|
eat sin Ы dt |
|
|
204
4) й =
42
5) Р е ш е н и е . Используем формулу:
Йт) ’v^Vx,)“(‘h * чд “(т-)-
полагаем п = 1, |
имеем в виду, что |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
(sin х — х cos х ) _<e-f( P2 + |
1)2 ’ |
||||
1 |
• (sin х + |
x co s х)-*1- |
, |
„Р2 |
||
2 |
' |
|
' |
( р 2 + |
1)2 |
|
Операторные уравнения будут: |
|
|
|
|||
|
|
= |
1 |
|
|
J L i.., |
и ( р ) |
-(- X- L swYI |
|||||
|
|
( р 2 + 1)2 |
р 2 |
\ |
Р I |
|
_ / |
1 |
г>4 |
|
|
|
|
и |
|
Р |
+ \рРи(р). |
|||
|
|
(1 + Р 2)2 |
|
|
|
Находим отсюда изображение искомой функции:
|
|
1 |
|
|
Xps |
» (Р ) |
1 — Х2 1 ( р 2 + 1)2 |
+ |
-( р 2 + 1)2 |
||
Переходя к оригиналам, получим: |
|
|
|||
1 |
1 (sin X — X cos х) + |
1 |
(sin X + X COS X) |
||
и (х ) |
|||||
1 — Х2 |
|
|
|
|
|
Следовательно, |
|
|
|
|
|
|
1 |
/ sin jc |
X COS X |
||
и (х) = |
V1 — X |
T + T |
)• |
||
|
2 |
||||
|
|
205 |
|
|
|
sin \ х
6) и ■ |
|
|
|
|
1 - X ' |
|
|
|
|
X |
|
X |
|
|
s in ---- —-sh---- ^ |
|
|
||
У 2 |
|
У 2 |
|
|
7) U: |
|
|
|
|
1— X |
|
|
|
|
У к а з а н и е . |
Использовать формулу |
|||
|
х |
х |
. |
р |
sin -------- sh ----- ~ |
|
р 4 + 1 |
||
у |
2 |
У 2 |
|
8 ) И : 1 — Ха /( * ) + X \ | - у ) 2 Jn (2 У * 0 / ( 0 dt
У к а з а н и е . См. решение в примере 113 (п. 5). 114. 1) Р е ш е н и е . Используем формулу
е |
4jr и (t)dt<P- — ~ и ( У р ) . |
У |
V p |
Операторное уравнение будет
1
^ - г Г ( У />) = •
V p " " |
р + а |
Заменяя здесь р на р2, |
получим |
||
1 - |
1 |
|
_ |
— М( Р ) = — Г 7 ~ |
..I и ( р ) = |
||
р |
р 2 + |
а |
|
Следовательно, и (х) — cos У а х.
2)а = ch У а х.
3)и = — jf sin x.
2
Р
р 2 + а
206