2.
x(t)
1
0 |
1 |
2 |
3 |
t |
|
|
|
|
|
3.
x(t)
1
|
|
|
|
|
|
t |
|
0 |
1 |
2 |
3 |
||||
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
4.
x(t)
1
|
|
|
|
|
|
|
t |
0 |
1 |
2 |
3 |
|
|||
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
5.
x(t)
1
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
t |
|
|
|
|
|
|
6.
x(t)
1
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
t |
|
7.x(t)
1
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
t |
|
-1
26
8.
x(t)
1
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
t |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Завдання 5. Згідно оберненого перетворення Лапласа, знайти оригінали функцій f(t) за заданими їх зображеннями F(p):
1. F( p) = |
1 |
|
; |
|
|
|
( p + 2)( p +1) |
|
|
|
|||
2. F( p) = |
1 |
|
; |
|
||
|
( p −2)( p +1) |
|
||||
3. F( p) = |
1 |
|
|
|
; |
|
|
( p −2)2 ( p +1) |
|
||||
4. F( p) = |
1 |
|
|
|
; |
|
|
( p −2)2 ( p +3) |
|||||
5. F( p) = |
1 |
; |
|
|
|
p3 +64 |
|
||
|
|
|
|
|
6. F( p) = |
1 |
|
; |
|
|
p3 +125 |
|||
7.F( p) = p31+8 ;
8.F( p) = p31+1 ;
9. F( p) = |
|
|
|
1 |
|
|
; |
|
|
p2 −9 p + 20 |
|
|
|||||
10. F( p) = |
|
|
|
1 |
|
|
|
; |
|
p2 |
+10 p + 21 |
||||||
11. F( p) = |
|
p +3 |
; |
|||||
p2 +3p −4 |
|
|||||||
12. F( p) = |
|
|
|
1 |
|
|
; |
|
|
p2 |
−4 p + 20 |
||||||
Завдання 6. Розв’язати наступні диференціальні рівняння при заданих початкових умовах :
1. |
x′′+ 4x′+ 4x = 2cost; |
8. |
x′′−4x′+3x = t +2; |
||
|
′ |
=1; |
|
′ |
|
|
x(0) = 0, x (0) |
|
x(0) = 0, x (0) =1; |
||
2. x′′+ 2x′ = 2t −1; |
9. x′′+ 2x′+ x = 3 −t; |
||||
|
′ |
= 0; |
|
′ |
= 0; |
|
x(0) = 0, x (0) |
|
x(0) = 0, x (0) |
||
3. |
x′′−3x′ = 3t; |
|
10. |
x′′−5x′+6x = t +1; |
|
|
′ |
=1; |
|
′ |
= 0; |
|
x(0) = 0, x (0) |
|
x(0) = 0, x (0) |
||
4. |
x′′+ x = t 2 +2; |
|
11. |
x′′− x′−6x = 2t; |
|
|
′ |
= 0; |
|
′ |
= 0; |
|
x(0) = 0, x (0) |
|
x(0) =1, x (0) |
||
5. |
x′′+2x′+ x = sin 2t; |
12. |
x′′+3x′−4x = co2t; |
||
|
′ |
|
|
′ |
= 0. |
|
x(0) = 0, x (0) = 0; |
|
x(0) = 0, x (0) |
||
6. |
x′′−5x′+4x = e2t ; |
13. |
x′′−5x′+6x = t +1; |
||
|
′ |
|
|
′ |
|
|
x(0) = 0, x (0) = 2. |
|
x(0) = 2, x (0) = 0. |
||
7. |
x′′+ 2x′ = sin t; |
|
14. x′′−7x′+6x = sht; |
||
|
′ |
|
|
′ |
|
|
x(0) =1, x (0) = 0. |
|
x(0) = 0, x (0) =1. |
||
27
Завдання 7. Знайти частковий розв’язок наступних систем диференціальних рівнянь при заданих початкових умовах:
1. |
x′ = x + 2 y, |
|
|
|
x(0) |
= 0, |
y(0) = 0 |
||
|
|
|
|
|
|||||
|
2x′− y′ = 4t, |
|
|
|
|
|
|
||
2. |
y′ = x + y, |
|
|
x(0) |
=1, y(0) = 0. |
||||
|
− 2x′ = tet , |
||||||||
|
y′ |
|
|
|
|
|
|||
3. |
x′ |
− y = 0, |
|
|
x(0) |
= y(0) |
=1. |
||
|
= 2x − 2 y, |
|
|||||||
|
y′ |
|
|
|
|
|
|
||
4. |
2x′+ y = t, |
x(0) |
= 0, |
y(0) |
= 0. |
||||
|
− 2x = 0, |
||||||||
|
y′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
x′ |
= x − 2 y, |
|
x(0) |
=1, |
y(0) |
= 0. |
||
|
= 2x + y, |
|
|||||||
|
y′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
x′ |
= 2x − y, |
|
|
|
x(0) |
= 0, |
y(0) = 2. |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
2x′+ y′ = t, |
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
y′ |
= 2x − y, |
|
|
x(0) |
=1, y(0) = 0. |
|||
|
+ 2x′ = et , |
|
|||||||
|
y′ |
|
|
|
|
|
|
||
8. |
x′ |
+ 2x = y, |
|
|
x(0) |
= 0, |
y(0) = 2. |
||
|
|
|
, |
||||||
|
2x′+ y′ = sht |
|
|
|
|
|
|||
9. |
x′ |
= −2x − 2 y, |
x(0) = y(0) |
= 0. |
|||
|
|
|
|||||
|
y′ = −2x + y, |
|
|
|
|
||
|
|
′ |
|
t |
|
|
|
10. |
x − 2x − y = e |
, x(0) = 0, |
y(0) =1. |
||||
|
|||||||
|
y′ = x + 2 y, |
|
|
|
|
||
11. |
x′ |
+ 4x − y = |
0, |
|
x(0) = 2, y(0) = 0. |
||
|
− 2x + y = |
0, |
|
||||
|
y′ |
|
|
|
|||
|
x + 2 y′ = t, |
|
x(0) = 0, y(0) |
= 0. |
|
||||
12. |
|
|
|
|
|||||
|
2x′+ y′ = 0, |
|
|
|
|
|
|||
13. |
2x′+ y′+ 0.5y = 0, |
x(0) =1, y(0) |
= 0. |
||||||
|
|
|
= sin t, |
||||||
|
x′+ y′− 2 y |
|
|
|
|||||
14. |
|
|
x′− 2x |
= y, |
x(0) = y(0) |
= 0. |
|||
|
′+ 2x + y |
= cos 2t, |
|||||||
|
y |
|
|
|
|||||
|
|
′ |
|
|
t |
, x(0) = 0, y(0) =1. |
|||
15. x − 2x − y = e |
|||||||||
|
y′ = x + 2 y, |
|
|
|
|
|
|
||
|
x′ = −2x − 2 y, |
x(0) |
= y(0) |
= 0. |
|
||||
16. |
|
|
|
|
|
||||
|
y′ = −2x + y, |
|
|
|
|
|
|||
Завдання 8. Знайти розв’язок наступних інтегральних рівнянь:
1. |
∫x (x −t) y(t)dt = chx −1. |
2. |
y(x) =1+ ∫x ch(x −t) y(t)dt. |
|||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
3. |
∫x sin(x −t) y(t)dt = |
1 |
x 4 . |
4. |
y(x) = e x − x −1+ ∫x |
y(t)dt. |
||||
2 |
||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
0 |
|
||
|
x |
|
|
|
|
x |
2 |
x |
|
|
5. |
∫cos(x −t) y(t)dt = x sin x. |
6. |
y(x) = |
|
+ ∫(x −t) y(t)dt. |
|||||
|
|
|||||||||
|
0 |
|
|
|
2 |
0 |
|
|||
28
Розділ V. Завдання до розрахункової роботи
Завдання 1. Використавши інтегральне перетворення Лапласа, знайти зображення
F(p) функції f(t):
1. f (t) = e−t ; |
11. f (t) =1 + t ; |
|
21. f (t) = t + cos t; |
|
|||||||||
2. f (t) = at |
; |
12. f (t) = 2 sin t − cos t ; |
|
22. f (t) = t − cos t ; |
|
||||||||
3. |
f (t) = t ; |
|
13. f (t) = t + e−t ; |
|
23. f (t) = t + t 2 ; |
|
|
||||||
4. f (t) = t 2 |
; |
14. f (t) = |
1 |
(cht + cos t) ; |
|
24. f (t) = 3t / 2 ; |
|
|
|||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
5. |
f (t) = t / 2 ; |
15. f (t) = 2t |
−1 ; |
|
25. f (t) = t + cht ; |
|
|||||||
6. |
f (t) = cos 2t; |
16. f (t) = at |
−1 ; |
|
26. f (t) = t − cht ; |
|
|||||||
7. |
f (t) = t 3 |
; |
17. f (t) = |
|
1 |
(sht − 2cht) ; |
|
27. f (t) = 2t 2 + t; |
|
||||
2 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
8. f (t) = 2t |
; |
18. f (t) = |
|
1 |
(sht − 2 cos t); |
28. f (t) =1 +t 2 |
; |
|
|||||
2 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
9. |
f (t) = sin t ; |
19. f (t) = t + sht ; |
|
29. f (t) =1 + t 3 |
; |
|
|||||||
10. f (t) = sin 2t ; |
20. f (t) = e−t ; |
|
30. f (t) = sht + 2t. |
|
|||||||||
|
Завдання 2. Знайти зображення F(p) заданих функцій f(t) згідно вказаних теорем |
||||||||||||
|
а). Знайти зображення F(p) заданих функцій f(t) згідно теореми подібності: |
||||||||||||
|
1 . f (t ) = shat ; |
6 . |
f (t ) = ch 2 at ; |
|
11 . f (t ) = shat |
chbt ; |
|||||||
|
2 . f (t ) = e −at ; |
7 . |
|
f (t ) = shat |
shbt ; |
12 . f (t ) = cos 2 |
5t; |
||||||
|
3 . f (t ) = cos at ; |
8 . |
f (t ) = sin 2 at ; |
13 . f (t ) = cos |
2t cos t; |
||||||||
|
4 . f (t ) = sh 2t; |
9 . |
f (t ) = sh 2 at ; |
|
14 . f (t ) = chat |
chbt ; |
|||||||
|
5 . f (t ) = chat ; |
10 . |
f (t ) = cos |
at |
cos bt ; |
15 . f (t ) = sin |
2t sin t. |
||||||
16.f (t)
17.f (t)
18.f (t)
19.f (t)
20.f (t)
б). Знайти зображення F(p) заданих функцій
=e−4t sin 3t cos 2t ; 21. f (t) = sh4t cos2 t ;
=e3t cos3t cos4t ; 22. f (t) =e−2t sin t cos 2t ;
=sht cos 2t sin 3t ; 23. f (t) =et sin 3t sin 2t ;
=cht sin 2t sin 3t ; 24. f (t) =e2t cost cos 2t ;
=ch3t sin2 t ; |
25. f (t) =et sin t cost ; |
f(t) згідно теореми зсуву (згасання):
26.f (t) =e2t sin t cos2t sin 4t ;
27.f (t) =e3t sin 3t cos 4t sin 2t;
28.f (t) =et sin 4t cos5t ;
29.f (t) =e3t sin 5t cos2t ;
30.f (t) =e4t cost cos2t cos3t.
29
Завдання 3. Знайти зображення F(p) заданих функцій f(t), використовуючи вказані теореми диференціювання оригіналу або зображення.
а). Знайти зображення F(p) заданих функцій f(t) згідно теореми диференціювання оригіналу:
1.f (t) =e2t ;
2.f (t) = e−2t ;
3.f (t) =cos2t ;
4.f (t) =t sh2t ;
5.f (t) =t cht ;
6.f (t) =t et ;
7.f (t) =t sint ;
8.f (t) =t cost ;
9.f (t) =t sht; 10. f (t) =t cht ;
11.f (t) =t ;
12.f (t) =t2 ;
13.f (t) =t e2t ;
14.f (t) =t sin2t ;
15.f (t) =t cos2t.
б). Знайти зображення F(p) заданих функцій f(t) згідно теореми диференціювання зображення:
16.f (t) =t cos2t ;
17.f (t) =t sh2t ;
18.f (t) =t ch2t ;
19.f (t) =t e2t ;
20.f (t) = t 2 cost ;
21.f (t) =t 2 sin2t ;
22.f (t) =t sin2t sh2t ;
23.f (t) =t cos3t ch2t;
24.f (t) =t 2 cos2t ;
25.f (t) = t 2 sin2t ;
26.f (t) = t sint sht ;
27.f (t) =t cost cht;
28.f (t) = t sh5t ;
29.f (t) = t ch4t ;
30.f (t) =t5 .
Завдання 4. Використовуючи вказані теореми інтегрування зображення або оригіналу, знайти зображення F(p) заданих функцій f(t).
а). Застосувавши теорему інтегрування оригіналу, знайти зображення F(p) заданих функцій f(t) :
τ
1. f (t) = ∫cosτ dτ ;
0
2. f (t) = ∫τ shτ dτ ;
0
3. f (t) = ∫τ chτ dτ ;
0
4. f (t) = ∫τ τ cosτ dτ ;
0
5. f (t) = ∫τ τ sinτ dτ ;
0
6. f (t) = ∫τ τ chτ dτ ; |
11. f (t) = ∫τ |
e2τ ch2τ dτ ; |
||
0 |
|
0 |
|
|
τ |
|
τ |
|
|
7. f (t) = ∫τ shτ dτ ; |
12. f (t) = ∫τ e−2τ dτ ; |
|||
0 |
|
0 |
|
|
τ |
|
τ |
|
|
8. f (t) = ∫eτ cos2τ dτ ; |
13. f (t) = ∫τ eτ dτ ; |
|||
0 |
|
0 |
|
|
9. f (t) = ∫τ |
eτ sin 2τ dτ ; |
14. f (t) = ∫τ |
eτ 2τ dτ ; |
|
0 |
|
|
0 |
|
τ |
|
τ |
|
|
10. f (t) = ∫e2τ sh2τ dτ ; |
15. f (t) = ∫τ sin2 2τ dτ . |
|||
|
0 |
|
0 |
|
30