拉普拉斯变换的初值定理

拉普拉斯 初始值定理是基本属性之一拉普拉斯变换.它是由著名的法国数学物理学家皮埃尔·西蒙·德·拉普拉斯侯爵提出的。他运用牛顿的万有引力理论,在行星运动领域做出了重要贡献。他的工作关于概率论和统计被认为是开创性的,这影响了整个新一代数学家。有72个人的名字被镌刻在埃菲尔铁塔上,拉普拉斯就是其中之一。
初值定理和终值定理统称为极限定理。初值定理通常被称为IVT。它能让我们找到t =(0)时的初始值+)对于一个给定的变换函数(拉普拉斯)而不让我们更努力地去求f(t)在这种情况下,这是一个繁琐的过程。

初值定理存在的条件

    1. 函数f(t)及其导数f(t)应该是拉普拉斯变换的。
    2. 如果时间t趋于(0+)则函数f(t)存在。

  1. 函数f(t) = 0对于t > 0在原点不包含脉冲或高阶奇点。

拉普拉斯初值定理的表述

如果f(t)和f(s)是拉普拉斯变换对。即

然后给出初始值定理

拉普拉斯初值定理的证明

函数f(t)的拉普拉斯变换是

那么它的导数f ' (t)的拉普拉斯变换是

首先考虑积分部分

把(2)代入(1)得到

取消F(0- - - - - -)两边都有

我们可以直接写出上面的方程但是我的目的是求∫(0- - - - - -对∞)是,无论我们如何考虑负数的极限,它属于有正值的结果。

注意:
我们也知道拉普拉斯变换只适用于因果函数。
考虑(s)在(3)中两边都趋于无穷

由此证明了初值定理。

初值定理的应用

我之前说过初值定理的目的是确定函数f (t)的初值前提是它的拉普拉斯变换已知
示例1:
求函数f (t) = 2u (t) + 3 cost u (t)的初始值
溶胶:

根据初值定理

初始值由5给出。
示例2:
求变换函数的初值

溶胶:

根据初值定理

[当s→∞时,s的值变得越来越不显著,因此只需取领先系数的比值即可得到结果]

示例3:
求的初值
解决方案:
初值定理在这种情况下不适用。我们可以用两种方法证明它。
让我们看看结果如何
方法1:

注意:
如果F (s)是真分数,即分子多项式比分母多项式低阶,则此定理是严格适用的。
如果应用IVT,我们得到∞作为初始值。

[这在实际电路中是不可能的]
alit:


应用拉普拉斯逆变换

很明显,初值定理是不适用的,因为存在脉冲函数,它随时间t是常数。

通过本文的讨论,我们可以很容易地利用拉普拉斯变换函数来控制电路的初始条件。

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