Учитывая это, из (4.5) получим

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru (4.7)

Для удобства принимаем, что многочлен учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru имеет степень учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru (а не учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru ), но тогда корни его учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru будут нумероваться от 1 до учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru . И потому формула (4.7) перепишется в виде

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru (4.8)

Примечание. Простые корни учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru знаменателя учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru дроби учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru являются ее простыми полисами. Используя формулу для вычисления вычетов функции учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru относительно простых полюсов, формуле разложения (4.5) можно придать вид

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru ,

Что совпадает с общим результатом (4.2).

Отметим, что формулы разложения (4.5),(4.8) иногда оказываются применимыми и в том случае, когда изображение учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru имеет бесконечное число полюсов.

II. Знаменатель дроби (4.3) имеет кратные корни. Пусть числа учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru являются корнями кратности учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru соответственно, причем учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru .

Тогда

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru .

Ввиду громоздкости процедуры определения коэффициентов разложения учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru на простейшие дроби в данном случае для отыскания оригинала учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru будем исходить из формулы (4.2).

Кратные корни учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru знаменателя учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru являются полюсами порядка учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru дроби учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru . Воспользовавшись формулой для вычета функции учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru относительно полюса порядка учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru , из формулы (4.2) получим

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru (4.9)

В частности, когда все полюса простые учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru , формула (4.9) принимает вид (4.8).

Итак, если изображение учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru является дробно-рациональной функцией от учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru и учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru ее полюса (простые или кратные), то соответствующий оригинал учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru определяется формулой (4.9).

При практическом использовании формулы (4.9) полезно учитывать, что знаменатель учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru содержит множитель учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru и потому может быть записан в виде

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru , где учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru

Тогда

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru (4.10)

Пример 4.4. По теореме разложения найти оригинал функции учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru

а) учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru б) учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru

Решение. а) по условию,

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru ,

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru Знаменатель учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru имеет простые корни; учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru , учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru , учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru . В соответствии с этим случаем воспользуемся формулой (4.5).

Тогда

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru

Здесь

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru

Следовательно,

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru .

б) здесь учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru . Функция учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru имеет два полюса: учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru полюс 2-го порядка, учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru полюс 3-го порядка. По формуле (4.9) находим

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru .

Чтобы вычислить первое слагаемое, необходимо сначала найти производную, а затем перейти к пределу при учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru .

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru .

Для второго слагаемого найдем производную первого порядка от выражения, стоящего в скобках:

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru .

Тогда

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru

Итак, учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru .

5. ПРИМЕНЕНИЕ ОПЕРАЦИОННОГО ИСЧИСЛЕНИЯ

Операционное исчисление можно рассматривать как своеобразный и эффективный метод интегрирования линейных дифференциальных уравнений и их систем, а также некоторых типов линейных дифференциальных уравнений в частных производных.

5.1. Решение линейных дифференциальных уравнений

с постоянными коэффициентами

Пусть дано линейное дифференциальное уравнение учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru -го порядка с постоянными коэффициентами

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru , (5.1)

где учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru действительные числа. Требуется найти решение учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru этого уравнения для учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru , удовлетворяющее начальным условиям

учитывая это, из (4.5) получим - student2.ru . (5.2)

Наши рекомендации