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

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

218

ВЫДЕЛЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ФУНКЦИИ

[ГЛ. 12

где fi(x) стремится

к нулю быстрее, нежели / (х), так как

+

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)

> 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