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Вуз: Предмет: Файл:

Операционное исчисление. Учебное пособие

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x3. • 宦¤¥-¨¥ ®à¨£¨- «

¯® ¨§®¡à ¦¥-¨î

11

69)

F (p) =

e 2p

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p 3p1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70)

F (p) =

e

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p + 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

71)

F (p) =

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 + 4p + 5

 

 

 

 

 

 

 

72)

F (p) =

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 + 4p + 3

 

 

 

 

 

 

 

73)

F (p) =

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(p2 + 1)2

 

 

 

 

 

 

 

74)

F (p) =

 

 

p

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(p2 + 1)2

 

 

 

 

 

 

 

75)

F (p) =

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p + 2p2 + p3

 

 

 

 

 

 

 

76)

F (p) =

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

3

p + p2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

77)

F (p) =

2p

 

+ p

 

 

 

+ 2p + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

p5 + 2p4 + 2p3

 

78)

F (p) =

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2(p2 + 1)

 

 

 

 

 

 

 

79)

F (p) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p + 2

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(p + 1)(p 2)(p2 + 4)

 

80)

F (p) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

:

 

p4 + 2p3 + 3p2 + 2p + 1

 

81)

F (p) =

 

p2 + 2p 1

 

 

 

:

 

 

 

 

 

p3 + 3p2 + 3p + 1

 

82)

F (p) =

 

p

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p3 + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

83)

F (p) =

 

2p + 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

p3 + 4p2 + 5p

 

 

 

 

 

 

 

84)

F (p) =

e 3p

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(p + 1)2

 

 

 

 

 

 

 

 

85)

F (p) =

 

e p

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p(p 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

86)

F (p) =

 

1

 

 

 

 

e 2p + 2e 3p + 3e 4p :

 

p2 + 1

 

 

87)

F (p) =

e p

+

pe 2p

 

:

 

 

 

 

p2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

e

pp2 4

 

88)

F (p) =

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

p(p + 1)(p2 + 4)

 

12

 

 

 

 

 

 

x4. ‡ ¤ ç Š®è¨ ¤«ï «¨-¥©-ëå ãà ¢-¥-¨©

 

 

e p

2e 2p

 

6e 3p

89)

F (p) =

 

+

 

 

+

 

:

p2

p3

p4

90)

F (p) =

e 3p

 

:

 

 

 

p(p2 + 1)

 

 

 

x4. •¥è¥-¨¥ § ¤ ç¨ Š®è¨ ¤«ï ®¡ëª-®¢¥--ëå «¨-¥©- -ëå ¤¨ää¥à¥-æ¨ «ì-ëå ãà ¢-¥-¨© á ¯®áâ®ï--묨 ª®íää¨æ¨¥-â ¬¨

• áᬮâਬ ®¡ëª-®¢¥--®¥ «¨-¥©-®¥ ¤¨ää¥à¥-æ¨ «ì-®¥ ãà ¢-¥-¨¥ n { £® ¯®à浪 á ¯®áâ®ï--묨 ª®íää¨æ¨¥-â ¬¨

(1)

a0

dnx(t)

+ a1

dn 1x(t)

+ : : : + an 1

dx(t)

+ anx(t) = f (t):

dtn

dtn 1

 

dt

 

’ॡã¥âáï - ©â¨ à¥è¥-¨¥ x(t) í⮣® ãà ¢-¥-¨ï, 㤮¢«¥â¢®àïî饥 - - ç «ì-ë¬ ãá«®¢¨ï¬

(2)

x(0) = x0; x0(0) = x0

; : : : ; x(n 1)(0) = x(n 1):

 

0

0

•ãáâì x(t)! X(p); f (t)!F (p); ⮣¤ , ¯à¨¬¥-ïï ª ®¡¥¨¬ ç áâï¬ ãà ¢-¥- -¨ï (??) ¯à¥®¡à §®¢ -¨¥ ‹ ¯« á ¨ ¨á¯®«ì§ãï ⥮६㠮 ¤¨ää¥à¥-æ¨à®¢ - -¨¨ ®à¨£¨- « ¨ ᢮©á⢮ «¨-¥©-®á⨠¯à¥®¡à §®¢ -¨ï ‹ ¯« á , ¯®«ã稬 ¢¬¥áâ® ¤¨ää¥à¥-æ¨ «ì-®£® ãà ¢-¥-¨ï (??) á - ç «ì-묨 ãá«®¢¨ï¬¨ (??) ®¯¥à â®à-®¥ ãà ¢-¥-¨¥

(3)(a0pn + a1pn 1 + : : : + an 1p + an)X(p)

a0(pn 1x0 + pn 2x00 : : : + x(0n 1))

a1(pn 2x0 + pn 3x00 : : : + x(0n 2))

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

an 2(px0 + x00 an 1x0 = F (p):

ˆ§ ãà ¢-¥-¨ï (??) - 室¨¬

(4)

X(p) =

F (p)+ n 1(p)

;

 

 

'n(p)

 

x4. ‡ ¤ ç Š®è¨ ¤«ï «¨-¥©-ëå ãà ¢-¥-¨©

13

£¤¥

n 1(p) = a0(pn 1x0 + pn 2x00 : : : + x(0n 1))+

+ a1(pn 2x0 + pn 3x00 : : : + x(0n 2))+

.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

+an 2(px0 + x00 an 1x0);

'n(p) = a0pn + a1pn 1 + : : : + an 1p + an:

‚ëà ¦¥-¨¥ (??) ¯à¥¤áâ ¢«ï¥â ᮡ®© ¨§®¡à ¦¥-¨¥ à¥è¥-¨ï x(t) ãà ¢-¥- -¨ï (??). • å®¤ï ¯® X(p) ®à¨£¨- « x(t), ¬ë ¯®«ã稬 à¥è¥-¨¥ § ¤ ç¨ Š®è¨ ¤«ï ãà ¢-¥-¨ï (??).

…᫨ ¬ë ¨¬¥¥¬ -ã«¥¢ë¥ - ç «ì-ë¥ ãá«®¢¨ï, â® ¥áâì

x0 = x00 = : : : = x(0n 1) = 0;

â® à¥è¥-¨¥ ãà ¢-¥-¨ï (??) ¯à¨¬¥â ¢¨¤

F (p)

X(p) = a0pn + a1pn 1 + : : : + an 1p + an :

• ©¤ï ®à¨£¨- « í⮣® ¨§®¡à ¦¥-¨ï, ¯®«ã稬 à¥è¥-¨¥ § ¤ ç¨ Š®è¨ ãà ¢- -¥-¨ï (??) ¯à¨ -ã«¥¢ëå - ç «ì-ëå ãá«®¢¨ïå.

• áᬮâਬ á«ãç © n = 2 { ãà ¢-¥-¨¥ ¢â®à®£® ¯®à浪 .

a0

d2x(t)

+ a1

dx(t)

+ a2x(t) = f (t)

dt2

 

dt

 

á - ç «ì-묨 ãá«®¢¨ï¬¨ x(0) = x0; x0(0) = x00:

’®£¤ , ¥á«¨ x(t)! X(p); f (t)!F (p); â® ¯®«ãç ¥¬ ®¯¥à â®à-®¥ ãà ¢-¥-¨¥ (a0p2 + a1p + a2)X(p) (a0px0 + a0x00 + a1x0) = F (p);

®âªã¤

X(p) = F (p)+ a0px0 + a0x00 + a1x0: a0p2 + a1p + a2

• å®¤ï ¯® ¨§®¡à ¦¥-¨î X(p) ®à¨£¨- « x(t); ¬ë ¯®«ã稬 à¥è¥-¨¥ ¯®áâ - ¢«¥--®© § ¤ ç¨ Š®è¨.

•à¨¬¥à 1. • ©â¨ à¥è¥-¨¥ ãà ¢-¥-¨ï

d2x + 3dx + 2x = t; dt2 dt

㤮¢«¥â¢®àïî饥 - ç «ì-ë¬ ãá«®¢¨ï¬ ¯à¨ t = 0 : x0 = x00 = 0:

14

x4. ‡ ¤ ç Š®è¨ ¤«ï «¨-¥©-ëå ãà ¢-¥-¨©

•¥è¥-¨¥: •ãáâì x(t)! X(p): ’ ª ª ª f (t) = t; â® t !

1

:

p2

„ «¥¥ ¯®«ãç ¥¬

 

 

 

dxdt

! pX(p) x(0) = pX(p);

d2x

! p2X(p) px(0) x0(0) = p2X(p):

dt2

‚ १ã«ìâ ⥠¯®«ãç ¥¬ ãà ¢-¥-¨¥ ¤«ï ¨§®¡à ¦¥-¨© (®¯¥à â®à-®¥ ãà ¢-¥- -¨¥)

X(p)(p2 + 3p + 2) = p12

¨ ¥£® à¥è¥-¨¥

1

X(p) = p2(p2 + 3p + 2):

—⮡ë - ©â¨ ¤«ï í⮣® ¨§®¡à ¦¥-¨ï ®à¨£¨- «, à §«®¦¨¬ ¤à®¡ì - í«¥-

¬¥-â à-ë¥ ¤à®¡¨

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

=

A

+

B

+

C

+

D

;

 

 

 

 

 

 

 

 

p2(p2 + 3p + 2)

p

p2

p + 1

p + 2

£¤¥ A; B; C; D { -¥®¯à¥¤¥«•¥--ë¥ ª®íää¨æ¨¥-âë.

„«п - 宦¤¥-¨п ª®ндд¨ж¨¥-в®¢ ¯®«гз ¥¬ б«¥¤гойго б¨бв¥¬г га ¢-¥-

-¨©

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

A

C + D

= 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3A + B ++2C + D = 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A =

 

 

5

3; B =

1;

>

A + 3B = 0;

 

 

 

=

 

 

 

 

C =

 

 

2

 

 

2

>

 

 

 

)

 

 

 

2

; D =

 

1:

<

 

2B

=

1:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

’®£¤ :

 

 

 

3

 

 

1

 

 

1

1

 

5

1

 

1

 

 

 

 

 

X(p) =

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

p

2

p2

2

p + 1

p + 2

 

 

¨ ¯® ä®à¬ã« ¬ ??, ?? ¨ ?? â ¡«¨æë ¨§®¡à ¦¥-¨© -

á. ?? - 室¨¬ à¥è¥-¨¥

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

1

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(t) =

 

 

+

 

 

t +

 

e t e 2t:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

•à¨¬¥à 2. •¥è¨âì § ¤ çã Š®è¨

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x00 + x = 2cost;

 

 

 

x(0) = 0;

x0(0) = 1:

 

 

•¥è¥-¨¥:

! X(p);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0(t)

! pX(p) x(0) = pX(p);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x00(t)

! p2X(p) px(0) x0(0) = p2X(p) + 1;

 

 

 

cost !

p

 

 

 

 

 

p2X(p) + 1 + X(p) =

 

2p

 

 

 

 

;

 

 

 

:

 

 

 

p2 + 1

 

 

p2 + 1

 

 

x4. ‡ ¤ ç Š®è¨ ¤«ï «¨-¥©-ëå ãà ¢-¥-¨©

15

Žâáî¤

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2p

1

 

X(p) =

 

 

 

 

 

:

(p2 + 1)2

p2 + 1

• 室¨¬ ®à¨£¨- « ¤«ï X(p) :

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

sint;

 

 

 

p2+1

 

 

 

 

2p

 

t sint:

 

 

(p2+1)2

 

‡- ç¨â X(p)! t sint sint = (t 1)sint ¨ ¯®«ãç ¥¬ à¥è¥-¨¥ ¨á室-®£® ãà ¢-¥-¨ï

x(t) = (t 1)sint:

‡ ¤ ç¨ ¤«ï á ¬®áâ®ï⥫ì-®£® à¥è¥-¨ï

•¥è¨âì á«¥¤ãî騥 ¤¨ää¥à¥-æ¨ «ì-ë¥ ãà ¢-¥-¨ï ¯à¨ § ¤ --ëå - ç «ì-ëå

ãá«®¢¨ïå:

= et; x(0) = 0;

x0(0) =

 

1:

91) x00

+ 3x0

 

92) x00 2x0

= e2t; x(0) = x0(0) = 0:

 

 

 

93) x00

+ 2x0

3x = e t;

x(0)

= 0;

x0(0) = 1:

94) x000

+ x0 = 1; x(0) = x0(0)

= x00(0) = 0:

95) x00

+ 2x0

= t sint;

x(0) = x0(0)

= 0:

 

96) x00

+ 2x0

+ x = sint;

x(0) = 0;

x0(0) = 1:

97) x000

x00

= sint;

x(0) = x0(0) = x00(0) = 0:

98) x00 2x0 + x = et;

x(0) = 0; x0(0) = 1:

99) x000 + 2x00

+ 5x0

= 0; x(0) = 1; x0(0) = 2:

100) x00

2x0

+ 2x = 1; x(0) = x0(0) = 0:

101) x00

+ x0 = cost;

x(0) = 2;

x0(0) = 0:

102) x00

+ 2x0

+ x = t2; x(0) = 1; x0(0) = 0:

103) x000

+ x00

= sint;

x(0) = x0(0) = 1; x00(0) = 0:

104) x00

+ x = cost;

x(0) = 1; x0(0) = 1:

105) x000

+ x00

= t;

x(0) = 3;

x0(0) = 1; x00(0) = 0:

106) x00

+ 2x0

+ 5x = 3; x(0) = 1; x0(0) = 0:

107) xI V x00

= cost;

x(0) = 0;

x0(0) = 1; x00(0) = x000(0) = 0:

108) x00

+ x = 1;

x(0) = 1;

x0(0) = 0:

109) x00

+ 2x0

+ 2x = 1; x(0) = x0(0) = 0:

110) x00

+ 4x = t;

x(0) = 1;

x0(0) = 0:

111) x00

2x0

+ 5x = 1 t;

x(0) = x0(0) = 0:

112) x000

+ x = 0;

x(0) = 0;

x0(0) = 1; x00(0) = 2:

113) x000

+ x00

= cost;

x(0) = 2; x0(0) = x00(0) = 0:

114) x000

+ x0 = et;

x(0) = 0;

 

x0(0) = 2; x00(0) = 0:

115) xI V x00

= 1; x(0) = x0(0) = x00(0) = x000(0) = 0:

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x4.

‡ ¤ ç

Š®è¨ ¤«ï «¨-¥©-ëå ãà ¢-¥-¨©

116) x00

+ x0 = cost;

 

x(0) = 2;

x0(0) = 0:

 

117) x00

x0 = tet; x(0) = x0(0) = 0:

 

2; x00(0) = 0:

118) x000

+ x0 = cost;

 

x(0) = 0;

x0(0) =

 

119) x00

+ 2x0 + x = t;

 

x(0) = x0(0) = 0:

 

 

 

 

120) x00

x0 + x = e t; x(0) = 0; x0(0) = 1:

121) x00

x = sint;

x(0) = 1;

x0(0) = 0:

122) x000

+ x = et;

x(0) = 0;

x0(0) = 2;

x00(0) = 0:

123) x00

+ x = 2sint;

 

x(0) = 1;

x0(0) = 1:

124) x00

2x0 + x = t sint;

x(0) = x0(0) = 0:

125) x00

+ 2x0 + x = 2cos2 t;

x(0) = x0(0) = 0:

126) x00

+ 4x = 2cost cos3t;

x(0) = x0(0) = 0:

127) x00

+ x = tet + 4sint;

 

x(0) = x0(0) = 0:

128) x00

x0 = tet;

 

x(0) = 1;

x0(0) = 0:

 

 

129) x00

+ x0 = 4sin2 t;

x(0) = 0;

x0(0) = 1:

130) x000

2x00 + x0 = 4;

x(0) = 1; x0(0) = 2; x00(0) = 2:

131) x00

3x0 + 2x = et;

x(0) = x0(0) = 0:

 

132) x00

x0 = t2;

x(0) = 0;

x0(0) = 1:

 

 

133) x000

+ x =

 

1

t2et;

 

x(0) = x0(0) = x00(0) = 0:

2

 

134) x00

 

 

 

 

 

x(0) = x0(0) = 0:

 

 

+ x = t cos2t;

 

 

 

135) x00

+ n2x = a sin(nt + );

x(0) = x0(0) = 0:

136) x000

+ 6x00

+ 11x0 + 6x = 1 + t + t2; x(0) = x0(0) = x00(0) = 0:

137) xI V + 2x00

+ x = t sint;

x(0) = x0(0) = x00(0) = x000(0) = 0:

138) x00

2 x0 + ( 2 + 2)x = 0;

x(0) = 0; x0(0) = 1:

139) x00

+ 4x = sint;

 

x(0) = x0(0) = 0:

 

 

140) x000 + x0 = e2t; x(0) = x0(0) = x00(0) = 0:

141) xI V + x000

= cost;

 

x(0) = x0(0) = x00(0) = 0; x000(0) = :

142) x00

4x = sin

3

 

sin

1

x(0) = 1;

x0(0) = 0:

 

t

 

t;

2

2

143) xI V 5x00 +10x0 6x = 0; x(0) = 1; x0(0) = 0; x00(0) = 6; x000(0) = 14:

144) x00

+ x0 + x = tet;

x(0) = x0(0) = 0:

 

 

145) x00

+ x = t cost;

 

x(0) = x0(0) = 0:

 

 

146) x000

+ 3x00 4x = 0;

x(0) = x0(0) = 0; x00(0) = 2:

147) x000

+ 3x00 + 3x0 + x = 1; x(0) = x0(0) = x00(0) = 0:

148) x000

+ x = 1;

x(0) = x0(0) = x00(0) = 0:

x5. ‡ ¤ ç Š®è¨ ¤«ï «¨-¥©-ëå á¨á⥬

17

x5. •¥è¥-¨¥ § ¤ ç¨ Š®è¨ ¤«ï á¨á⥬ «¨-¥©-ëå ¤¨ä- ä¥à¥-æ¨ «ì-ëå ãà ¢-¥-¨© á ¯®áâ®ï--묨 ª®íää¨- 樥-â ¬¨ ®¯¥à â®à-ë¬ ¬¥â®¤®¬

•¥è¥-¨¥ á¨áâ¥¬ë «¨-¥©-ëå ¤¨ää¥à¥-æ¨ «ì-ëå ãà ¢-¥-¨© á ¯®áâ®ï--묨 ª®íää¨æ¨¥-â ¬¨ ®¯¥à â®à-ë¬ ¬¥â®¤®¬ ¯à®¨§¢®¤¨âáï - «®£¨ç-® ⮬ã, ª ª à¥è ¥âáï ®¤-® ¤¨ää¥à¥-æ¨ «ì-®¥ ãà ¢-¥-¨¥.

• ¯à¨¬¥à, ¯ãáâì ¤ - á¨á⥬ ¤¨ää¥à¥-æ¨ «ì-ëå ãà ¢-¥-¨© ¢â®à®£® ¯®à浪

n

aik

d2x

 

dx

= fi(t) (i = 1; 2; : : : ; n);

 

 

X

 

 

 

 

 

 

k=1

 

 

 

 

 

 

£¤¥ aik ; bik; cik = const; ¯à¨ - ç «ì-ëå ãá«®¢¨ïå xk (0) = k ; x0k(0) = k :

Ž¡®§- ç ï ç¥à¥§ Xk (p) ¨ Fi(p) ¨§®¡à ¦¥-¨ï äã-ªæ¨© xk (t) ¨ fi(t) á®®â- ¢¥âá⢥--®, ¯¥à¥©¤•¥¬ ®â ¨á室-®© á¨áâ¥¬ë ª á¨á⥬¥ ãà ¢-¥-¨© ¤«ï ¨§®-

¡à ¦¥-¨©

n

 

 

X

 

aik p2

+ bik p + cik = Fi(p)+

 

k=1

 

 

 

n

 

 

X

 

 

+

[(aik p + bik) k + aik k ] (i = 1; 2; : : : ; n):

 

k=1

 

•¥è ï íâã á¨á⥬㠪 ª «¨-¥©-ãî

«£¥¡à ¨ç¥áªãî á¨á⥬ã ãà ¢-¥-¨© ®â-®-

á¨â¥«ì-® Xk (p); - ©¤•¥¬ ¨§®¡à ¦¥-¨ï Xk (p); § ⥬ ¨å ®à¨£¨- «ë xk(t) ¤«ï k = 1; 2; : : : ; n: •â® ¨ ¡ã¤¥â à¥è¥-¨¥ § ¤ ç¨ Š®è¨ ¤«ï ¨á室-®© á¨áâ¥¬ë ¤¨ää¥à¥-æ¨ «ì-ëå ãà ¢-¥-¨©.

•à¨¬¥à 1. •¥è¨âì á¨á⥬ã ãà ¢-¥-¨©

 

 

 

 

8 y00

= x

y;

 

 

 

 

<

x00

= 3(y

x + z);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¯à¨ - ç «ì-ëå ãá«®¢¨ïå

: z00

=

z

 

 

 

 

x(0)

=

0;

x0(0)

=

 

0;

y(0)

=

0;

y0(0)

=

 

1;

z(0)

=

1;

z0(0)

=

0:

 

•¥è¥-¨¥: •ãáâì

x(t)! X(p); y(t)! Y (p); z(t)! Z(p):

18 x5. ‡ ¤ ç Š®è¨ ¤«ï «¨-¥©-ëå á¨á⥬

’®£¤ ¨á室- ï á¨á⥬ ãà ¢-¥-¨© ¯à¨ § ¤ --ëå - ç «ì-ëå ãá«®¢¨ïå § - ¯¨è¥âáï ¢ ®¯¥à â®à-®© ä®à¬¥ ¢ á«¥¤ãî饬 ¢¨¤¥

8 p2X(p) = 3(Y (p) X(p) + Z(p));

<

p2Y (p)+ 1 = X(p) Y (p);

: p2Z(p) p = Z(p):

•â á¨á⥬ ãà ¢-¥-¨© ®â-®á¨â¥«ì-® ¨§®¡à ¦¥-¨© ¯à¥¤áâ ¢«ï¥â ᮡ®© á¨- á⥬㠫¨-¥©-ëå «£¥¡à ¨ç¥áª¨å ãà ¢-¥-¨©. •¥è ï ¥•¥ ®â-®á¨â¥«ì-® ¨§®¡à - ¦¥-¨© X(p); Y (p); Z(p); ¯®«ã稬

X(p) =

 

3(2 p2 1)

;

 

 

 

 

 

 

p (p +4)

 

 

 

 

 

 

3(p 1)

 

1

 

Y (p) =

p2(p2+1)(p2+4)

 

p2+1

;

Z(p) =

 

p

:

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

p +1

 

 

 

 

• ©¤•¥¬ ®à¨£¨- «ë íâ¨å ¨§®¡à ¦¥-¨©.

 

 

 

 

X(p) =

3(p 1)

:

 

p2(p2 + 4)

 

 

 

 

 

 

 

 

•à¥¤áâ ¢¨¬ X(p) ¢ ¢¨¤¥ á㬬ë í«¥¬¥-â à-ëå ¤à®¡¥© ¨ - ©¤•¥¬ -¥®¯à¥- ¤¥«•¥--ë¥ ª®íää¨æ¨¥-âë.

X(p)

=

A +

B2

+

 

C

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3(p 1)

 

 

p

p

 

 

 

p +4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

Ap(p2 + 4)+ B(p2 + 4) + (Cp + D)p2:

 

p3

 

=

 

A + C;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2

0

= B + D;

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

A = 43; B = 43;

p

3

= 4A;

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

D =

3

; C =

 

3

:

p0

3

=

 

4B:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

4

 

 

 

3

1

 

 

3

1

3

 

p

 

3

1

 

 

 

 

X(p) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

:

 

 

 

4

p

4

p2

4

p2 + 4

4

p2 + 4

 

 

• å®¤ï ®à¨£¨- « ¤«ï ª ¦¤®£® á« £ ¥¬®£®, ¯®«ã稬

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

3

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(t) =

 

 

 

 

t

 

cos2t +

 

sin2t:

 

 

 

 

 

4

4

4

8

 

 

 

„ «¥¥ - ©¤•¥¬ ®à¨£¨- « ¤«ï Y (p):

 

 

 

 

 

 

Y (p) =

3(p 1)

 

1

;

1

 

sint:

p2(p2 + 1)(p2 + 4)

p2 + 1

p2 + 1

!

 

 

 

Ž¡®§- 稬

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y1(p) =

 

3(p 1)

 

:

 

 

 

 

p2(p2 + 1)(p2 + 4)

 

 

x5. ‡ ¤ ç Š®è¨ ¤«ï «¨-¥©-ëå á¨á⥬

19

•à¥¤áâ ¢¨¬ Y1(p) ¢ ¢¨¤¥ á㬬ë í«¥¬¥-â à-ëå ¤à®¡¥© ¨ - ©¤•¥¬ -¥®¯à¥- ¤¥«•¥--ë¥ ª®íää¨æ¨¥-âë.

Y1(p) =

A

+

B

+

Cp + D

+

Lp + M

:

 

 

 

 

 

p

p2

p2 + 1

p2 + 4

3(p 1) = Ap(p2 + 1)(p2 + 4)+ B(p2 + 1)(p2 + 4)+

+ (Cp + D)p2(p2 + 4)+ (Lp + M )p2(p2 + 1):

•à¨à ¢-¨¢ ï ª®íää¨æ¨¥-âë ¯à¨ ®¤¨- ª®¢ëå á⥯¥-ïå ¯¥à¥¬¥--®£® p; ¯®«ã- ç ¥¬ á¨á⥬ã ãà ¢-¥-¨© ¤«ï - 宦¤¥-¨ï ª®íää¨æ¨¥-⮢.

8

>A + C + L

>

5A + 4C + L

>

B + D + M

>

 

>

5B + 4D + M

>

<

 

>

4A

>

 

>

 

>

 

>

 

>

 

:4B

=0;

=

0;

A = 43;

B

= 43;

= 0;

= 0;

=) C

= 11; D

= 11;

= 3;

L

= 4;

M

= 4:

=

3:

 

 

 

 

Y (p) = Y1(p)

 

 

1

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

3

1

 

 

p

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

p

 

 

1

1

 

 

 

 

1

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

4

p

4

p2

p2 + 1

p2 + 1

4

p2 + 4

4

p2 + 4

p2 + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

1

 

3

1

 

 

 

 

 

 

p

 

 

1

 

 

p

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ +

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

p

4

p2

p2 + 1

4

p2 + 4

4

p2 + 4

y(t) = 34 34t cost + 14 cos2t 18 sin2t:

• ©¤•¥¬ ®à¨£¨- « ¤«ï Z(p):

 

 

Z(p) =

p

;

p

! cost; z(t) = cost:

 

 

p2 + 1

p2 + 1

ˆâ ª, ¯®«ã稫¨ à¥è¥-¨¥ ¯®áâ ¢«¥--®© § ¤ ç¨:

x(t) = 34 34t 34 cos2t + 38 sin2t;

y(t) = 34 34t cost + 14 cos2t 18 sin2t; z(t) = cost:

20

 

 

 

 

 

 

 

’ ¡«¨æ

-¥ª®â®àëå ¨§®¡à ¦¥-¨© ¨ ¨å ®à¨£¨- «®¢

 

 

‡ ¤ ç¨ ¤«ï á ¬®áâ®ï⥫ì-®£® à¥è¥-¨ï

 

•¥è¨âì á¨á⥬ë ãà ¢-¥-¨© ¯à¨ § ¤ --ëå - ç «ì-ëå ãá«®¢¨ïå:

149)

y00

+ x

=

0;

 

 

 

x(0) = 1;

y(0) = 1:

 

 

x

+ y

=

0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150)

y00

+ y

= x + et

;

 

x(0) = y(0) = 1:

 

 

x

+ x

=

y + et;

 

 

 

 

 

 

151)

 

x0

 

y0

2x + 2y

 

= 1 2t;

 

x(0) = y(0) = x0(0) = 0:

 

 

x00 + 2y0 + x = 0;

 

 

 

 

152)

 

x00

 

3x0 + 2x + y0

y

=

0;

 

x(0) = x0(0) = y0(0) = 0;

 

y00

5y0 + 4y

 

x0

+ x

=

0;

 

y(0) = 1:

153)

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

y;

 

 

 

 

x(0) = y(0) = 1:

 

 

y0

 

=

2x + 2y;

 

 

 

 

 

 

 

 

154)

 

2x00

x0

+ 9x y00

y0 3y

=

0;

x(0) = x0(0) = 1;

 

2x00

+ x0

+ 7x y00

+ y0 5y

=

0;

y(0) = y0(0) = 0:

155)

 

2x0

+0 +y0 +0 2y

=

cost;

 

x(0) = y(0) = 0:

 

 

x

y

 

y

=

et;

 

 

 

 

 

156)8 x0

<

y0

: z0

157)8 x0

<

y0

: z0

158)8 x0

<

y0

: z0

=

y z;

x(0) = 1; y(0) = 0; z(0) = 1:

=

x z;

=x y;

=y + z;

= 3x + z;

x(0) = 0; y(0) = 1; z(0) = 1:

=3x + y;

=2x y + z;

=

x + z;

x(0) = 1; y(0) = 1; z(0) = 0:

=

3x + y 2z;