Файл: Крылов, В. И. Методы приближенного преобразования Фурье и обращения преобразования Лапласа справочная книга.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.10.2024
Просмотров: 107
Скачиваний: 0
218 |
ВЫДЕЛЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ФУНКЦИИ |
[ГЛ. 12 |
|
где fi(x) стремится |
к нулю быстрее, нежели / (х), так как |
||
(х + |
l)s /i (*)-*■ 0 (*->оо). |
1)"* функ |
|
Преобразование Фурье главной части С ( х + |
|||
ции |
f может быть |
найдено точно способом, |
указанным |
в гл. |
10. |
что скорость стремления к нулю функ |
|
Если окажется, |
ции Д является недостаточной для выполнения преобра зования Фурье, то можно пытаться из Д в свою очередь выделить главную часть. Вид ее зависит от свойств функ ции Д, но может оказаться, что Д, как и Д стремится к нулю по степенному закону и из Д можно выделить главную часть того же вида, но с другими значениями параметров С и s. Выполнив операцию выделения глав ной части несколько раз, нередко удается построить пред ставление функции f вида
£ 1у\ __ 6*1___ - |
С%___ - |
, |
Ст~~f~7m (•*■) |
(*+«i)Sl |
|
' |
(*+am)Sm ’ |
где
0 < s ! < s 2< . . . < s m и ym(x)-+0 (x-^-co).
Допустим теперь, что / |
стремится |
к нулю при х-*оо |
|||||
по показательному |
закону |
и существует положительное |
|||||
число а |
такое, что |
еах f (х) -> С Ф 0. |
Тогда |
для f |
верно |
||
равенство |
|
|
|
|
|
|
|
|
f(x) = Ce-ax + f1{x) |
(а > 0); |
|
|
|||
при этом |
ДД ) стремится |
к нулю быстрее, |
нежели |
f(x), |
так что первый член правой части Се~ах является главным. Преобразование Фурье главного члена выполняется
точно:
СО |
|
|
5 е:ах cos рх dx = |
а2 “ |
, |
О |
^ |
и |
|
со |
|
|
|
|
\ е~ах sin рх dx = g2 ^p pi- - |
(а > |
0). |
|
|
о |
|
|
|
с |
В третьей части книги мы ознакомили читателя только |
|||
самыми простыми задачами |
подготовки |
функции F (р) |
||
к |
обращению преобразования |
Лапласа |
и |
функции / \х) |
§ |
12.21 |
УВЕЛИЧЕНИЕ СКОРОСТИ СТРЕМЛЕНИЯ К НУЛЮ |
219 |
к |
преобразованию Фурье. Нам казалось, что этого доста |
точно для ознакомления с идеями подготовки. Подготовка состоит, по сути дела, в том, что из функций F (р) и f(x) выделяют особенные или главные части такие, чтобы для
них вычисления |
могли быть выполнены достаточно просто |
и сколь угодно |
точно. |
Эта задача выделения является нестандартной, и, если
читатель |
встретится со случаем более сложным, |
чем при |
||
веденные |
в |
нашей книге, |
мы рекомендуем ему обратиться |
|
к книгам, которые могут оказать помощь в |
вопросах |
|||
подготовки |
вычислений |
для большого числа |
случаев |
|
(см. [1J, |
[3]). |
|
|
ЛИТЕРАТУРА*)
1. |
Б е й т м е н Г., |
Э р д е й и А . , Таблицы |
интегральных |
преобра |
|||||||
2. |
зований, М., «Наука», 1969. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Д ё ч Г., |
Руководство к практическому применению преобразова |
||||||||||
3. |
ния Лапласа, М., |
«Наука», |
1965. |
|
П., |
Справочник по опера |
|||||
Д и т к и н |
В. А., |
П р у д н и к о в А . |
|||||||||
4. |
ционному исчислению, М., «Высшая школа», 1965. |
исчисле |
|||||||||
Д и т к и н |
В. А., |
П р у д н и к о в |
А. |
П., |
Операционное |
||||||
5. |
ние, М., «Высшая школа» 1966. |
|
П., |
Интегральные |
преобра |
||||||
Д и т к и н |
В. А., |
П р у д н и к о в А . |
|||||||||
6. |
зования и операционное исчисление, М., |
«Наука», 1967. |
М., |
||||||||
К р ы л о в |
В. |
И., |
Приближенное |
вычисление |
интегралов, |
||||||
7. |
«Наука», |
1967. |
|
К р у г л и к о в а Л. Г., Справочная |
книга |
по |
|||||
К р ы л о в |
В. И., |
||||||||||
|
численному гармоническому |
анализу, |
Минск, «Наука и техника», |
||||||||
8. |
1968. |
В. И., |
С к о б л я |
Н. С., Справочная |
книга по числен |
||||||
К р ы л о в |
|||||||||||
|
ному обращению преобразования Лапласа, Минск, «Наука и тех |
||||||||||
|
ника», 1968. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9.С е р е б р е н н и к о в М. Г., Гармонический анализ, М., Гостех-
издат, 1948.
10.Т и т ч м а р ш Е., Введение в теорию интегралов Фурье, М., Гоетехиздат, 1948.
11. D o e t s c h G., Handbuch der Laplase Transformation, Bd. I—IV, Basel, Birkhauser-Verlag, 1950—1956.
*) В списке литературы указаны только некоторые книги по численному обращению преобразования Лапласа и гармоническому анализу. Подробный перечень литературы приведен в книгах [7], [8].
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ
f(t) —функция-оригинал. F (р) —функция-изобра
жение |
при |
преоб |
|
разовании |
Лапла |
||
са. |
|
|
пре |
<р (р) — комплексное |
|||
образование Фурье |
|||
функции f. |
|
|
|
фс (р) —косинус-преобра |
|||
зование |
|
Фурье |
|
функции |. |
|
|
|
фs (р) —синус-преобразо |
|||
вание Фурье функ |
|||
ции /. |
|
|
|
Р{па’ Р)М — многочлен |
|
Якоби |
|
степени п парамет |
|||
ров а, р. |
|
|
|
PV-a' ^ \ x ) —смещенный |
много |
||
член |
Якоби |
для |
|
отрезка [0, |
1]. |
Рп (х) — смещенный много член Лежандра для отрезка [0, 1].
Т% (х) — смещенный много член Чебышева первого рода для отрезка [0, 1].
U* (х) — смещенный много
член |
Чебышева |
второго |
рода для |
отрезка |
[0, 1]. |
(х) —обобщенный много-
|
член Чебышева — |
||
|
Лагерра |
степе |
|
lFi (а, Р. |
ни п. |
|
|
г) —вырожденная ги |
|||
|
пергеометрическая |
||
|
функция. |
|
|
U М. —сумма |
множеств |
||
6 |
ё |
|
|
|
Л4| по индексу £. |
||
|
—пересечение (об |
||
|
щая |
часть) |
всех |
|
множеств Л4|. |
Var /( л:)—полная вариация
<а. Ъ)
функции / на от резке {а, Ь). Ука зание отрезка мо жет быть опущено.
6 ( ^ + 0 ) — Hmg(* + 6) |
(6 > |
0, |
е->о). |
|
|
g ( t — 0)— l i mg ( f —б) ( б > 0 , |
||
6-»0). |
|
|
res f (а) — вычет функции |
f (г) |
в |
полюсе г = а. |
|
|
ПРЕДМЕТНЫЙ |
УКАЗАТЕЛЬ |
|
|
Вырожденная гипергеометриче |
Обращение преобразования Лапла- |
||
ская функция 68, |
206 |
са при помощи интеграла Чебы |
|
|
|
шева 42, 43 |
|
Главное значение |
интеграла по |
— — — -------— Якоби |
36 |
— — — — — правила |
квадра |
оси |
127 |
|
|
|
|
|
|
тур |
интерполяционного |
73 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
— — — — — — — наивысшей |
||||||||
Жордана лемма 18 |
|
|
|
|
степени |
|
точности |
91—97 |
||||||||
|
|
|
|
— — — -------— — с равными |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
коэффициентами 121—124 |
|
|||||||
Интерполирование |
при |
помощи |
— — — — — разложения в сте |
|||||||||||||
пенной |
ряд 27—30 |
|
|
|||||||||||||
многочлена от - —J— |
167—169 |
— — — — — ряда |
по |
мно |
||||||||||||
гочленам |
|
Чебышева — Лагер |
||||||||||||||
|
|
|
1 + л |
|
|
|
|
|||||||||
Интерполирование с двукратными |
ра 54 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
узлами |
157, 158 |
|
|
|
|
----------- ---------— Фурье по си |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
нусам |
52 |
Грама |
33 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Определитель |
|
|||||||
Логарифмический |
потенциал |
80 |
Ортогональные многочлены, свя |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
занные |
|
с |
обращением |
97 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
-------, — — —, |
дифференциаль |
|||||||
Многочлены |
смещенные |
Лежанд |
ное |
уравнение |
100—102 |
|||||||||||
------ , |
— |
------, |
интегральное |
|||||||||||||
ра 42 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
— — Чебышева второго рода 43 |
представление |
102 |
|
|
||||||||||||
— —. — — —, |
производящая |
|||||||||||||||
— — — первого рода |
42 |
|
|
|||||||||||||
— — Якоби 36 |
|
|
|
|
функция |
103—105 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
-------. |
— ------ , |
распределение |
||||||||||
— Чебышева — Лагерра обобщен |
||||||||||||||||
ные 55 |
|
|
|
|
|
|
корней |
105 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
-------, |
— |
------, |
рекуррентное |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
соотношение 100 |
|
урав |
||||||
Неравенство |
Коши |
для коэффи |
— —, — -------, |
система |
||||||||||||
нений для |
корней 119 |
|
||||||||||||||
циентов |
степенного |
ряда |
28 |
|
||||||||||||
— —, — — —, |
существование |
|||||||||||||||
— Шварца — Буняковского |
|
47 |
||||||||||||||
|
и единственность 94—97 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Обращение |
преобразования |
Лап |
Парсеваля |
равенство |
46 |
|
||||||||||
ласа |
при |
помощи |
интеграла |
Погрешность |
интерполирования |
|||||||||||
Меллина |
17 |
|
|
Ле |
173 |
|
вычислений |
наивысшей |
||||||||
— — -------— многочленов |
Правила |
|||||||||||||||
жандра |
42 |
|
|
|
|
степени |
|
точности |
194, |
199 |