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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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