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Laplace积分变换

Laplace积分变换
Laplace积分变换

复变函数与积分变换重点公式归纳

复变函数与积分变换复习提纲 第一章 复变函数 一、复变数和复变函数 ()()()y x iv y x u z f w ,,+== 二、复变函数的极限与连续 极限 A z f z z =→)(lim 0 连续 )()(lim 00 z f z f z z =→ 第二章 解析函数 一、复变函数),(),()(y x iv y x u z f w +==可导与解析的概念。 二、柯西——黎曼方程 掌握利用C-R 方程?????-==x y y x v u v u 判别复变函数的可导性与解析性。 掌握复变函数的导数: y x y x y y x x v iv iu u v iu y f i iv u x f z f +==-=+-=??=+=??= ΛΛ1)(' 三、初等函数 重点掌握初等函数的计算和复数方程的求解。 1、幂函数与根式函数 θθθθθin n n n n n e r n i n r i r z w =+=+==)sin (cos )sin (cos 单值函数 n k z i n n e r z w π2arg 1+== (k =0、1、2、…、n-1) n 多值函数 2、指数函数:)sin (cos y i y e e w x z +== 性质:(1)单值.(2)复平面上处处解析,z z e e =)'((3)以i π2为周期 3、对数函数 ππk i z k z i z Lnz w 2ln )2(arg ln +=++== (k=0、±1、±2……) 性质:(1)多值函数,(2)除原点及负实轴处外解析,(3)在单值解析分枝上:k k z z 1 )'(ln = 。 4、三角函数:2cos iz iz e e z -+= i e e z iz iz 2sin --= 性质:(1)单值 (2)复平面上处处解析 (3)周期性 (4)无界 5、反三角函数(了解) 反正弦函数 )1(1 sin 2z iz Ln i z Arc w -+= =

复变函数与积分变换精彩试题及问题详解

复变函数与积分变换试题(一) 一、填空(3分×10) 1.)31ln(i --的模 ,幅角 。 2.-8i 的三个单根分别为: , , 。 3.Ln z 在 的区域内连续。 4.z z f =)(的解极域为: 。 5.xyi y x z f 2)(22+-=的导数=')(z f 。 6.=?? ? ???0,sin Re 3z z s 。 7.指数函数的映照特点是: 。 8.幂函数的映照特点是: 。 9.若)(ωF =F [f (t )],则)(t f = F )][(1ω-f 。 10.若f (t )满足拉氏积分存在条件,则L [f (t )]= 。 二、(10分) 已知222 1 21),(y x y x v +-=,求函数),(y x u 使函数),(),()(y x iv y x u z f +=为 解析函数,且f (0)=0。 三、(10分)应用留数的相关定理计算 ?=--2||6)3)(1(z z z z dz 四、计算积分(5分×2) 1.?=-2 ||) 1(z z z dz

2.? -c i z z 3 )(cos C :绕点i 一周正向任意简单闭曲线。 五、(10分)求函数) (1 )(i z z z f -= 在以下各圆环内的罗朗展式。 1.1||0<-

(完整版)复变函数与积分变换习题答案

一、将下列复数用代数式、三角式、指数式表示出来。 (1) i 解:2 cos sin 2 2 i i e i ππ π ==+ (2) -1 解:1cos sin i e i πππ-==+ (3) 1+ 解:()/3122cos /3sin /3i e i πππ+==+ (4) 1cos sin i αα-+ 解: 2221cos sin 2sin 2sin cos 2sin (sin cos )2 2 2 2 22 2sin cos()sin()2sin 222222 i i i i i e παα α α α α α αααπαπαα?? - ??? -+=+=+? ?=-+-= ??? (5) 3z 解:()3333cos3sin3i z r e r i θθθ==+ (6) 1i e + 解:()1cos1sin1i i e ee e i +==+ (7) 11i i -+ 解:3/411cos3/4sin 3/411i i i i e i i i πππ--==-==+++ 二、计算下列数值 (1) 解: 1ar 21ar 21ar 2 b i ctg k a b i ctg a b i ctg a π?? + ??? = =??=??? (2) 解:6 2263634632 22i k i i i i e i e e e i πππππππ?? ??++ ? ??? ????+ ????=+????====-+? ??=-?

(3) i i 解:( )2222i i k k i i e e ππππ???? +-+ ? ??? ?? == (4) 解:( ) 1/2222i i k k e e ππππ???? ++ ? ??? ?? == (5) cos5α 解:由于:()()5 5 2cos5i i e e ααα-+=, 而: ()()()() ()()()() 5 5 5 55 5 5 5 55 cos sin cos sin cos sin cos sin n n i n n n n i n n e i C i e i C i αααααααααα-=--==+==-=-∑∑ 所以: ()()()()()()()()()()() 5555055550 4 3 2 5 3 543251cos5cos sin cos sin 21 cos sin 112 5cos sin cos sin cos 5cos sin 10cos sin cos n n n n n n n n n n n C i i C i i C i ααααααααααααααααα --=--=?? =+-????=+-??=++=-+∑∑ (6) sin5α 解:由于:()() 5 5 2sin 5i i e e ααα--=, 所以: ()()()()()()()()()()() () 5555055550 5234 245552341sin 5cos sin cos sin 21 cos sin 1121 sin cos sin sin cos sin 10cos sin 5sin cos n n n n n n n n n n n C i i i C i i i C i C i i ααααααααααααααααα --=--=?? =--? ??? =--??=++=-+∑∑ (7) cos cos2cos n ααα+++L L 解:

工程数学习题集 复变函数 积分变换

第1次 复变函数(1) 一、填空题。 1. 设(1)(2)(3) (3)(2) i i i z i i +--= ++,则z =__________ 2. 设z =, 3arg()4 z i π -= ,则z=________________ 3. 不等式522<++-z z 所表示的区域是曲线_______________的内部。 4. 复数i 31-的三角表达式为 二、请计算i +1的值。 三、已知21z z 和是两个复数,证明)Re(2212 2212 21z z z z z z ++=+ 四、下列坐标变换公式写成复数形式; 1) 平移公式:11 11 x x a y y b =+??=+?,

2)旋转公式:1111 cos sin sin cos x x y y x y αα αα=-??=+? 五、指出下列各题中点z 的轨迹或所在范围,并作图。 1)56z -=; 2)21z i +≥; 3)314z z +++=。 4) 3 12 z z -≥- 六、将下列方程(t 为实参数)给出的曲线用一个实直角坐标方程表出: 1)(1)z t i =+; 2)t ib t a z sin cos += (b a ,为实常数) 3)2 2i z t t =+ 。 4) it it z ae be -=+

第2次 复变函数(2) 一、填空题 1. 2 4 1lim (12)z i z z →+++=________________ 2. 由映射2 )(z z f =得到的两个二元实函数=),(y x u =),(y x v . 3. 函数z z z f = )( 在0→z 时极限为 4. 已知映射3 z =ω, 则点i z =在该映射下在ω平面的象为 二、对于映射11 ()2w z z =+,求出圆周|z|=4的像。 三、函数1 w z = 把下列z 平面上的曲线映射成w 平面上怎样的曲线? 1)2 2 4x y +=; 2) y x =。 3) 1x =。 4) 2 2 (1)1x y -+=.

复变函数与积分变换第五版习题解答

复变函数与积分变换第五版答案 目录 练 习 一...............................1 练 习 二...............................3 练 习 三...............................5 练 习 四...............................8 练 习 五..............................13 练 习 六..............................16 练 习 七..............................18 练 习 八..............................21 练 习 九 (24) 练 习 一 1.求下列各复数的实部、虚部、模与幅角。 (1)i i i i 524321-- --; 解:i i i i 524321---- = i 2582516+ z k k Argz z z z ∈+== = = π22 1 arctan 25 5825 8Im 25 16 Re (2)3 ) 231(i + 解: 3) 231(i + z k k Argz z z z e i i ∈+===-=-==+=π ππ π π 210Im 1Re 1 ][)3 sin 3(cos 333 2.将下列复数写成三角表示式。 1)i 31- 解:i 31-

)35sin 35(cos 2ππi += (2)i i +12 解:i i +12 )4 sin 4(cos 21π π i i +=+= 3.利用复数的三角表示计算下列各式。 (1)i i 2332++- 解:i i 2332++- 2sin 2 cos π π i i +== (2)4 22i +- 解:4 22i +-4 1 )]43sin 43(cos 22[ππi += 3,2,1,0] 1683sin 1683[cos 2]424/3sin ]424/3[cos 283 8 3 =+++=+++=k k i k k i k ππππππ 4..设 321,,z z z 三点适合条件:321z z z ++=0,,1321===z z z 321,,z z z 是内接于单位 圆z =1的一个正三角形的项点。 证:因,1321===z z z 所以321,,z z z 都在圆周 32z z ++=0 则, 321z z z -=+1321=-=+z z z ,所以21z z +也在圆周1=z 上,又 ,12121==-+z z z z 所以以0,211,z z z +为顶点的三角形是正三角形,所以向量

复变函数与积分变换公式

复变函数复习提纲 (一)复数的概念 1.复数的概念:z = X ? iy , X, y 是实数,x = Rez,y=lmz.r=_i. 中的幅角。 3)arg Z与arctan~y之间的关系如下: X y 当X 0, arg Z= arctan 丄; X y y -0,arg Z= arctan 二 ! X y y :: O,arg Z= arctan -二 J X 4)三角表示:Z = Z(COS8 +isin0 ),其中日=argz;注:中间一定是“ +”号。 5)指数表示:Z = ZeF,其中V - arg z。 (二)复数的运算 1.加减法:若Z I=X I iy1, z2=X2 iy2,贝廿z1二z2= x1二x2i y1- y2 2.乘除法: 1)若z1 = x1 iy1, Z2 =X2 iy2,贝U 狂h[N×2 一y$2 i x2% x1y2 ; 乙_ X1+ i y_ (x1 十 i 和X—i y_ XX y*y y x;。X Z2 X2+ i% (对讪-X )i2y 2+2X222+ 2X22 2)若Z I=Iz I e i^,z2 =∣z2 e iθ ,则 Z1Z2 = ZIll Z2 e i(t1也; 3.乘幕与方根 1)若Z= Z(COS J isin * n (CoS n i Sinn )= n e i"。 2)幅角:在Z=O时,矢量与X轴正向的夹角, 记为Arg Z (多值函数);主值arg Z 是位于(-理,二]注:两个复数不能比较大小 2.复数的表示

2)若 Z = IZ(COSB+isinT)=∣ze i ^,则 (三)复变函数 1?复变函 数: w = f z ,在几何上可以看作把 Z 平面上的一个点集 D 变到W 平面上的一个点集 G 的映射 . 2 ?复初等函数 1)指数函数:e z =e x cosy isiny ,在Z 平面处处可导,处处解析;且 注:e z 是以2二i 为周期的周期函数。(注意与实函数不同) 3)对数函数: LnZ=In z+i (argz + 2kιι) (k=0,±1,±2八)(多值函数); 主值:In Z = Inz+iargz 。(单值函数) ?1 LnZ 的每一个主值分支In z 在除去原点及负实轴的 Z 平面内处处解析,且 Inz Z 注:负复数也有对数存在。 (与实函数不同) 3)乘幕与幕函数:a — e bLna (a = 0) ; Z b = e bLnZ (Zn 0) 注:在除去原点及负实轴的 Z 平面内处处解析,且 Z S -bz b j 。 Sin z,cos Z 在 Z 平面内解析,且 Sinz = cosz, CoSZ=-Sinz 注:有界性Sin z 兰1, cosz ≤1不再成立;(与实函数不同) Z ■ Z Z ■ Z ,,,, e -e e +e 4) 双曲函数 ShZ ,chz = 2 2 ShZ 奇函数,ChZ 是偶函数。ShZ I ChZ 在Z 平面内解析,且 ShZ =chz, ChZ i - ShZ O (四)解析函数的概念 1 ?复变函数的导数 1)点可导: f r fZ0;fZ 0 2)区域可导:f Z 在区域内点点可导。 2 ?解析函数的概念 1 f 日 +2kπ ..日 +2kπ ) Z n I cos ----------- 十 ISi n -------- I n n (k =0,12…n -1)(有n 个相异的值) 4)三角函数: iz -iz e -e Sin Z = 2i iz JZ . e +e , sin z , ,cos z ,tgz ,ctgz 2 cos z cosz Sin Z

复变函数与积分变换 复旦大学出版社 习题六答案

习题六 1. 求映射1w z = 下,下列曲线的像. (1) 22x y ax += (0a ≠,为实数) 解:2 2 2 2 11i=+i i x y w u v z x y x y x y == = - +++ 2 2 1x x u x y ax a = == +, 所以1w z = 将22x y ax +=映成直线1u a =. (2) .y kx =(k 为实数) 解: 2 2 2 2 1i x y w z x y x y = =- ++ 2 22 2 2 2 x y kx u v x y x y x y = =- =- +++ v ku =- 故1w z = 将y kx =映成直线v ku =-. 2. 下列区域在指定的映射下映成什么? (1)Im()0, (1i)z w z >=+; 解: (1i)(i )()i(+)w x y x y x y =+?+=-+ ,. 20.u x y v x y u v y =-=+-=-< 所以Im()Re()w w >. 故(1i)w z =+?将Im()0,z >映成Im()Re()w w >. (2) Re(z )>0. 00, 00. Im(w )>0. 若w =u +i v , 则 2 2 2 2 ,u v y x u v u v = = ++ 因为0 + 故i w z = 将Re(z )>0, 00,Im(w )>0, 12 12 w > (以(12 ,0)为圆心、12 为半径的圆) 3. 求w =z 2在z =i 处的伸缩率和旋转角,问w =z 2将经过点z =i 且平行于实轴正向的曲线的切线方向映成w 平面上哪一个方向?并作图.

复变函数与积分变换第六章测验题与答案

第六章 共形映射 一、选择题: 1.若函数z z w 22+=构成的映射将z 平面上区域G 缩小,那么该区域G 是 ( ) (A )21< z (B )211<+z (C )21>z (D )2 11>+z 2.映射i z i z w +-= 3在i z 20=处的旋转角为( ) (A )0 (B ) 2 π (C )π (D )2 π - 3.映射2 iz e w =在点i z =0处的伸缩率为( ) (A )1 (B )2 (C)1-e (D )e 4.在映射i e iz w 4 π +=下,区域0)Im( w (B )22)Re(->w (C )22)Im(> z (D )2 2 )Im(->w 5.下列命题中,正确的是( ) (A )n z w =在复平面上处处保角(此处n 为自然数) (B )映射z z w 43 +=在0=z 处的伸缩率为零 (C ) 若)(1z f w =与)(2z f w =是同时把单位圆1w 的分式线性变换,那么)()(21z f z f = (D )函数z w =构成的映射属于第二类保角映射 6.i +1关于圆周4)1()2(2 2 =-+-y x 的对称点是( )

(A )i +6 (B )i +4 (C )i +-2 (D )i 7.函数i z i z w +-=33将角形域3arg 0π<w (C ) 0)Im(>w (D )0)Im(z 映射为( ) (A )ππ <<- w arg 2 (B ) 0arg 2 <<- w π (C ) ππ <z 映射成圆域2

《工程数学复变函数与积分变换》吉林大学数学学院 习题详解

《工程数学-复变函数与积分变换》课后习题详解 吉林大学数学学院 (主编:王忠仁 张静) 高等教育出版社 习题一(P12) 1、1 对任何z ,2 2z z =就是否成立?如果就是,就给出证明。如果不就是,对哪些z 值才成立? 解:设z x iy =+,则2222z x y xyi =-+,2 22z x y =+; 若2 2z z =成立,则有2222 2x y xyi x y -+=+,即222220 x y x y xy ?-=+?=?,解得0y =, 即z x =。 所以,对任何z ,2 2z z =不成立,只对z 为实数时才成立。 1、2 求下列各式的值: (1)5 )i ; (2)6(1)i +; ; (4)13 (1)i -。 解:(1)因为6 2i i e π- -=,所以 5 55 55 6661)223232())2i i i i e e e i i πππ --?-??====-=- ??? (2)因为4 1i i e π+=,所以 6 36634 42(1)288i i i e e e i πππ ??+====-?? (3)因为1cos sin i ππ-=+,所以 ()1 6 22cos sin cos sin 6 6 k k k w i i ππ ππ ππ++==+=+,其中 0,1,2,3,4,5k =; 即01cos sin 6 6 2w i i π π =+= +,1cos sin 22 w i i ππ =+=, 2551cos sin 6622w i i ππ=+=-+,3771 cos sin 6622 w i i ππ=+=--,

拉普拉斯变换

拉普拉斯变换 Prepared on 22 November 2020

§13拉普拉斯变换 重点:1.拉普拉斯反变换部分分式展开 2.基尔霍夫定律的运算形式、运算阻抗和运算导纳、运算电路 3.应用拉普拉斯变换分析线性电路的方法和步骤 难点: 1.拉普拉斯反变换的部分分式展开法 2.电路分析方法及定理在拉普拉斯变换中的应用 本章与其它章节的联系: 是后续各章的基础,是前几章基于变换思想的延续。 预习知识: 积分变换 §13-1拉普拉斯变换的定义 1.拉普拉斯变换法 拉普拉斯变换法是一种数学积分变换,其核心是把时间函数f(t)与复变函数F(s)联系起来,把时域问题通过数学变换为复频域问题,把时间域的高阶微分方程变换为复频域的代数方程,在求出待求的复变函数后,再作相反的变换得到待求的时间函数。由于解复变函数的代数方程比解时域微分方程较有规律且有效,所以拉普拉斯变换在线性电路分析中得到广泛应用。 2.拉普拉斯变换的定义 一个定义在[0,+∞)区间的函数f(t),它的拉普拉斯变换式F(s)定义为 式中s=σ+jω为复数,被称为复频率;F(s)为f(t)的象函数,f(t)为F(s)的原函数。 由F(s)到f(t)的变换称为拉普拉斯反变换,它定义为 式中c为正的有限常数。 注意: 1)定义中拉氏变换的积分从t=0-开始,即: 它计及t=0-至0+,f(t)包含的冲激和电路动态变量的初始值,从而为电路的计算带来方便。 2)象函数F(s)一般用大写字母表示,如I(s),U(s),原函数f(t)用小写字母表示,如 i(t),u(t)。 3)象函数F(s)存在的条件: 3.典型函数的拉氏变换 1)单位阶跃函数的象函数

工程数学-复变函数与积分变换吉林大学数学学院习题详解

《工程数学-复变函数与积分变换》课后习题详解 吉林大学数学学院 (主编:王忠仁 张静) 高等教育出版社 习题一(P12) 对任何z ,2 2z z =是否成立如果是,就给出证明。如果不是,对哪些z 值才成立 解:设z x iy =+,则2222z x y xyi =-+,2 22z x y =+; 若2 2z z =成立,则有2222 2x y xyi x y -+=+,即222220 x y x y xy ?-=+?=?,解得 0y =,即z x =。 所以,对任何z ,2 2z z =不成立,只对z 为实数时才成立。 求下列各式的值: (1)5 )i ; (2)6(1)i +; (3; (4)1 3 (1)i -。 解:(16 2i i e π- =,所以 5 55 55 6661)223232())2i i i i e e e i i πππ --?-??====-=- ??? (2)因为41i i e π +=,所以 6 3663 442(1)288i i i e e e i πππ ??+====-?? (3)因为1cos sin i ππ-=+,所以 ()1 6 22cos sin cos sin 6 6 k k k w i i ππ ππ ππ++==+=+,其中 0,1,2,3,4,5k =; 即01cos sin 6 6 22w i i π π =+= +,1cos sin 22 w i i ππ =+=, 2551cos sin 662w i i ππ=+=+,3771 cos sin 662 w i i ππ=+=-,

433cos sin 22 w i i ππ =+=- ,511111cos sin 662w i i ππ=+=-。 (4 )因为1cos()sin()44i i ππ?-=-+-??,所以 1 13 6 2244(1)2cos sin 33k k k w i i ππππ??-+-+?? =-=+???? ?? ,其中0,1,2k =; 即 16 02cos()sin()1212w i ππ? ?=-+-?? ? ?, 1 6 1772cos sin 1212w i ππ? ?=+???? , 1 6 2552cos sin 44w i ππ? ?=+???? 。 求方程380z +=的所有根。 解法一:用因式分解法求解。 因为 33322 82(2)(24)(2)(21)3z z z z z z z z ??+=+=+-+=+-++?? 22 (2)(1)((2)(11z z z z z ??=+-+=+-+--?? 所以由380z += ,得(2)(110z z z +-+--=, 解得 12z =- ,21z =- 31z =+ 故方程380z +=的所有根为12z =- ,21z =+ 31z =+ 解法二:用复数的方根的方法求解。 由380z +=,得38z =-,即z 是8-的三次方根;而 88(cos sin )i ππ-=+,所以 2222cos sin 2cos sin 3333k k k k k z i i ππππππππ++++?? ?==+=+??????,其中0,1,2k =; 即02cos sin 133z i ππ? ?=+=+ ?? ?12(cos sin )2z i ππ=+=, 2552cos sin 133z i ππ? ? =+=- ?? ?

傅里叶变换拉普拉斯变换的物理解释及区别

傅里叶变换在物理学、数论、组合数学、信号处理、概率论、统计学、密码学、声学、光学、海洋学、结构动力学等领域都有着广泛的应用(例如在信号处理中,傅里叶变换的典型用途是将信号分解成幅值分量和频率分量)。 傅里叶变换能将满足一定条件的某个函数表示成三角函数(正弦和/或余弦函数)或者它们的积分的线性组合。在不同的研究领域,傅里叶变换具有多种不同的变体形式,如连续傅里叶变换和离散傅里叶变换。 傅里叶变换是一种解决问题的方法,一种工具,一种看待问题的角度。理解的关键是:一个连续的信号可以看作是一个个小信号的叠加,从时域叠加与从频域叠加都可以组成原来的信号,将信号这么分解后有助于处理。 我们原来对一个信号其实是从时间的角度去理解的,不知不觉中,其实是按照时间把信号进行分割,每一部分只是一个时间点对应一个信号值,一个信号是一组这样的分量的叠加。傅里叶变换后,其实还是个叠加问题,只不过是从频率的角度去叠加,只不过每个小信号是一个时间域上覆盖整个区间的信号,但他确有固定的周期,或者说,给了一个周期,我们就能画出一个整个区间上的分信号,那么给定一组周期值(或频率值),我们就可以画出其对应的曲线,就像给出时域上每一点的信号值一样,不过如果信号是周期的话,频域的更简单,只需要几个甚至一个就可以了,时域则需要整个时间轴上每一点都映射出一个函数值。 傅里叶变换就是将一个信号的时域表示形式映射到一个频域表示形式;逆傅里叶变换恰好相反。这都是一个信号的不同表示形式。它的公式会用就可以,当然把证明看懂了更好。 对一个信号做傅里叶变换,可以得到其频域特性,包括幅度和相位两个方面。幅度是表示这个频率分量的大小,那么相位呢,它有什么物理意义?频域的相位与时域的相位有关系吗?信号前一段的相位(频域)与后一段的相位的变化是否与信号的频率成正比关系。 傅里叶变换就是把一个信号,分解成无数的正弦波(或者余弦波)信号。也就是说,用无数的正弦波,可以合成任何你所需要的信号。

复变函数与积分变换复习重点

复变函数复习重点 (一)复数的概念 1.复数的概念:z x iy =+,,x y 是实数, ()()Re ,Im x z y z ==.21i =-. 注:一般两个复数不比较大小,但其模(为实数)有大小. 2.复数的表示 1)模:22 z x y =+; 2)幅角:在0z ≠时,矢量与x 轴正向的夹角,记为()Arg z (多值函数);主值()arg z 是位于(,]ππ-中的幅角。 3)()arg z 与arctan y x 之间的关系如下: 当0,x > arg arctan y z x =; 当0,arg arctan 0,0,arg arctan y y z x x y y z x ππ? ≥=+??

傅立叶变换、拉普拉斯变换、Z变换最全攻略

傅立叶变换、拉普拉斯变换、Z变换最全攻略 傅立叶变换、拉普拉斯变换、Z变换的联系?他们的本质和区别是什么?为什么要进行这些变换。研究的都是什么?从几方面讨论下。 这三种变换都非常重要!任何理工学科都不可避免需要这些变换。 傅立叶变换,拉普拉斯变换, Z变换的意义 【傅里叶变换】在物理学、数论、组合数学、信号处理、概率论、统计学、密码学、声学、光学、海洋学、结构动力学等领域都有着广泛的应用(例如在信号处理中,傅里叶变换的典型用途是将信号分解成幅值分量和频率分量)。 傅里叶变换能将满足一定条件的某个函数表示成三角函数(正弦和/或余弦函数)或者它们的积分的线性组合。在不同的研究领域,傅里叶变换具有多种不同的变体形式,如连续傅里叶变换和离散傅里叶变换。 傅里叶变换是一种解决问题的方法,一种工具,一种看待问题的角度。理解的关键是:一个连续的信号可以看作是一个个小信号的叠加,从时域叠加与从频域叠加都可以组成原来的信号,将信号这么分解后有助于处理。 我们原来对一个信号其实是从时间的角度去理解的,不知不觉中,其实是按照时间把信号进行分割,每一部分只是一个时间点对应一个信号值,一个信号是一组这样的分量的叠加。傅里叶变换后,其实还是个叠加问题,只不过是从频率的角度去叠加,只不过每个小信号是一个时间域上覆盖整个区间的信号,但他确有固定的周期,或者说,给了一个周期,我们就能画出一个整个区间上的分信号,那么给定一组周期值(或频率值),我们就可以画出其对应的曲线,就像给出时域上每一点的信号值一样,不过如果信号是周期的话,频域的更简单,只需要几个甚至一个就可以了,时域则需要整个时间轴上每一点都映射出一个函数值。 傅里叶变换就是将一个信号的时域表示形式映射到一个频域表示形式;逆傅里叶变换恰好相反。这都是一个信号的不同表示形式。它的公式会用就可以,当然把证明看懂了更好。 对一个信号做傅里叶变换,可以得到其频域特性,包括幅度和相位两个方面。幅度是表示这个频率分量的大小,那么相位呢,它有什么物理意义?频域的相位与时域的相位有关系吗?信号前一段的相位(频域)与后一段的相位的变化是否与信号的频率成正比关系。 傅里叶变换就是把一个信号,分解成无数的正弦波(或者余弦波)信号。也就是说,用无数的正弦波采用传递函数代替微分方程来描述系统的特性。这就为采用直观和简便的图解方法来确定控制系统的整个特性(见信号流程图、动态结构图)、分析控制系统的运动过程(见奈奎斯特稳定判据、根轨迹法),以及综合控制系统的校正装置(见控制系统校正方法)提供了可能性。

很好的拉普拉斯变换讲解

拉普拉斯(Laplace)变换是分析和求解常系数线性微分方程的一种简便的方法,而且在自动控制系统的分析和综合中也起着重要的作用.本章将扼要地介绍拉普拉斯变换(以下简称拉氏变换)的基本概念、主要性质、逆变换以及它在解常系数线性微分方程中的应用.拉氏变换的基本概念 在代数中,直接计算 是很复杂的,而引用对数后,可先把上式变换为 , 然后通过查常用对数表和反对数表,就可算得原来要求的数. 这是一种把复杂运算转化为简单运算的做法,而拉氏变换则是另一种化繁为简的做法.7.1.1 拉氏变换的基本概念 定义设函数当时有定义,若广义积分在的某一区域内收敛,则此积分就确定了一个参量为的函数,记作,即 (7-1)称(7-1)式为函数的拉氏变换式,用记号表示.函数称为的拉氏变换(Laplace) (或称为的象函数).函数称为的拉氏逆变换(或称为象原函数),记作 ,即. 关于拉氏变换的定义,在这里做两点说明: (1) 在定义中,只要求在时有定义.为了研究拉氏变换性质的方便,以后总假定在时,.(2)在较为深入的讨论中,拉氏变换式中的参数是在复数范围内取值.为了方便起见,本章我们把作为实数来讨论,这并不影响对拉氏变换性质的研究和应用. (3)拉氏变换是将给定的函数通过广义积分转换成一个新的函数,它是一种积分变换.一般来说,在科学技术中遇到的函数,它的拉氏变换总是存在的. 例7-1 求一次函数(为常数)的拉氏变换. 解 . 7.1.2 单位脉冲函数及其拉氏变换 在研究线性电路在脉冲电动势作用后所产生的电流时,要涉及到我们要介绍的脉冲函数,在原来电流为零的电路中,某一瞬时(设为)进入一单位电量的脉冲,现要确定电路上的电流,以表示上述电路中的电量,则

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