1§ Boshlang’ich funksya va uning tasviri



Yüklə 1,62 Mb.
səhifə5/10
tarix02.01.2022
ölçüsü1,62 Mb.
#43312
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
laplas almashtirishi va uni tatbiqlari (1)

Ko’paytirish teoremasi





Teorema. Agar

f1 ( t )

va f 2 ( t ) funksiyalarni tasvirlari

F1 ( p )

va F 2 ( p ) bo‟lsa,


ya‟ni
F1 ( p ) 
f1 ( t )

va F 2 ( p )


f 2 ( t )

u holda



t

f1 ( ) f 2 ( t ) d

0

funksiyani



tasviri ko‟paytmadan iborat bo‟ladi; ya‟ni



F1 ( p ) F2 ( p ) 

t

f1 ( ) f1 ( t ) d

0

(1.2.3)



Isbot.


t

f1 ( ) f1 ( t ) d

0

funksiyani tasvirini topamiz, tasvirni ta‟rifiga asosan:




t

pt t

L

 0



f1 ( ) f1 ( t ) d e

 0


f1 ( ) f 2 ( t ) d d t

 0 



O‟ng tomondagi ikki karrali integral

  0, t


chiziqlar bilan chegaralangan soha bo‟yicha olinadi (2 rasm)



Bu integralda integrallash tartibini o‟zgartiramiz:


t





  • pt

L

f1 ( ) f 2 ( t ) d

f1 ( ) e f 2 ( t ) d t d

(1.2.4)


 0  0 

O‟zgaruvchini almashtramiz:

t
z ,
d t

d z ichki integralni hisoblaymiz:

  


e p t f

( t ) d t

e p ( z ) f

( z )d z

e p

e p z f

( z ) d z

e p F

( p )



2 2 2 2

0 0 0
Ichki integralni qiymatini (1.2.4) ga qo‟yamiz:




t
p

p



L

f1 ( ) f 2 ( t ) d

f1 ( ) e F 2 ( p )d

F 2 ( p ) e f1 ( ) d

F 2 ( p ) F1 ( p )


 0  0 0


Demak

t

f1 ( ) f 2 ( t ) d

0

ifoda berilgan ikkita



f1 ( t ) va
f 2 ( t )

funksiyani



o‟ramasi deyiladi.
t t

Bunda

f1 ( ) f 2 ( t ) d

f1 ( t ) f 2 ( ) d

tenglik kuchga egadir.


0 0

Misol.


y  y
f ( t )

tenglamaning
y ( 0 ) 

y ( 0 )  0

boshlang‟ich shartni


qanoatlantruvchi yechimi topilsin.



Yechish. Yordamchi tenglama tuzamiz:


bundan




y ( p )( p 2

 1) 



F ( p )




y ( p ) 

F ( p )


p 2  1


1



p 2  1
s in t

va F ( p ) 


f ( t )

bo‟lgani uchun
F ( p ) 
F1 ( p )

orqali belgilab


ko‟paytrish teoremasini tadbiq etsak,



kelib chiqadi.



t

y ( t ) 

0
f ( ) s in ( t ) d




Izoh. 2) Agar

f1 ( t ) 

f ( t ) va

f 2 ( t )  1

desak, u holda



F1 ( p ) 

F ( p ) va

1

F 2 ( p ) 



p

bo‟ladi. Ko‟paytirish teoremasiga asosan:
1 t t F ( p )

F ( p ) 

p 0

f ( ) d

yoki

f ( ) d

0 p

va f 2 ( t )  1



originalni integrallash haqidagi teorema kelib chiqadi.
  1. Kechikish teoremasi


Agar

f t

funksiya t<0 bo‟lganda aynan nolga teng bo‟lsa, u holda




f ( t t 0 )

funksiya t t 0

bo‟lganda aynan nolga teng bo‟ladi (rasm 3 a) va b))




3 rasm Quydagi kechikish teoremasini isbot qilamiz.

Teorema. Agar

f t

funksiyani tasviri F(p) bo‟lsa, u holda



f ( t t 0 )


funksiya tasviri

e pt0 F ( p )

bo‟ladi, ya‟ni:



f ( t ) 

F ( p )

bo'lsa


f (t t0 ) 

e pt0 F ( p )

Isbot. Tasvirni ta‟rifiga asosan.


L f ( t t

)




0 0 0 0
e p t f ( t t
) d t

t 0

e p t f ( t t
) d t



e p t f ( t t


) d t

0 0 t 0

Tenglikni o‟ng tomonidagi birinchi integral nolga teng, chunki

t t 0

bo‟lganda



f ( t t 0 ) 

U holda



  1. . Keyingi integralda o‟zgaruvchini almashtramiz: t t 0

z , d t dz ;

 


L f ( t t 0

)

e p ( z t0 ) f ( z ) d z

e p t 0 e pz f ( z ) d z

e p t 0 F ( p ) .



demak
f (t t0 ) 

0 0
e pt0 F ( p ) .



Misollar. I. § 1.1 da Xevisaydning birlik funksiyasi


uchun

1

0 ( t ) 



p

topilgan edi. Kechikish teoremasiga



asosan 0
( t h )

funksiya (rasm 4) uchun 0



( t h ) 

  1. e ph

p

boladi.



II. Quyidagi funksiyani qaraymiz:

1

0 , t  0 b o ' lg a n d a

1


 ( t , h )  ( t ) 


( t h )

, 0  t

h b o ' lg a n d a


1 0 0

h



h



0 ,
h t b o ' lg a n d a

Agar bu funksiya 0 dan h gacha bo‟lgan vaqt oralig‟ida ta‟sir etuvchi kuch deb qaralsa (boshqa vaqtlarda nolga teng), u holda bu kuch impulsi birga teng bo‟ladi.

(rasm 5)

Bu funksiya tasviri
1 1 1 1 1  e ph


  • ph

1 ( t , h )  (  e )  ( )

h p p p h
Mehanikada bazi qisqa vaqt oralig‟ida ta‟sir etuvchi oniy ta‟sir etuvchi va chekli

ipulsga ega kuch deb qarash qulay bo‟ladi. Shunga ko‟ra h  0

funksiyaning limitiga teng bo‟lgan ( t ) funksiya qaraladi:

bo‟lganda 1 ( t , h )



 ( t ) 

lim 1 ( t , h )

h  0

Bu funksiya impulsli funksiya yoki delta funksiya deyiladi. Ba‟zan fizikada uni



Dirak funksiyasi ham deyiladi. tasvirining

 ( t ) funksiyani tasvirini

1 ( t , h ) funksiya



h  0 dagi limiti deb topamiz :



1 1 1



 ( t , h )  ( t , h ) e p t d t

e p t

(1  e p h )



1 1

0 p h

p h p h

0




t  0

bo‟lganda 1



( t , h ) 0 . Shuning uchun
 ( t ) 
lim

h  0

1 (1  e ph )

ph


Lopital qoidasiga asosan:
lim

h  0

1 e p t

p h

 lim



h  0

p e p h

p

 lim e ph  1 .



h  0

Demak ( t )  1 . Delta funksiya mehanikada, matematikani ko‟pgina
bo‟limlarida, hususan matematik – fizikaning ko‟p masalalarida uchraydi. Agar

 ( t )

funksiya massasi 1 ga teng bo‟lgan moddiy nuqta



t  0

momentda 1 ga teng


tezlik beradigan kuch deb qarash mumkin.



Shunga o‟xshash

 ( t t 0 ) funksiyani

t t 0

momentida birlik massaga 1 ga



teng tezlik beruvchi kuch deb qarash mumkin. Kechikish teoremasiga asosan:


 (t t0 ) 

t 0

e pt

d 2 x

Yuqoridagi kabi

 ( t t 0 )d t

t

 1 . Endi


dt 2

f ( t

) t

differensial


tenglamaning
t  0

bo‟lganda

x 0  0 ,

x 0  0

boshlang‟ich shartlarni



qanoatlantruvchi yechimni ko‟ramiz.


Yordamchi tenglama
p 2 x ( p ) 

F ( p )  1 . Bundan
x ( p ) 

F ( p ) 1


va


p 2 p 2


t

x ( t ) 

0

f ( )( t ) d .



Delta funksiyani quyidagi xossalarini ko‟rib o‟tamiz:

   t  0

integral


bo‟lganda 0 ga 0  t   bo‟lganda 1 ga teng bo‟lgan quyidagi


t

 ( ) d

0 ,

   t  0


 1, 0  t  

Xevisaydning birlik funksiyasini 0 ( t ) ga tengdir:


t

0 ( t ) 




 ( ) d

Bu tenglikni ikki tomonini differensiallab, quyidagi shartli tenglikni olamiz:

0 ( t )  ( t )

Bu tenglikni ma‟nosini tushuntirish uchun quyidagi funksiyani olamiz:

(1.2.5)



0 ( a g a r t  0 b o 'ls a )

0 ( t , h )  h



( a g a r 0  t h

b o 'ls a )





1 ( a g a r

t h

b o 'ls a )



Bu holda:

bunda






0 (t , h )  1 (t , h )
(1.2.6)




lim 0 ( t , h )  0 ( t ) va

h  0

lim 0 ( t , h )  0 ( t )

h  0

(1.2.7)



(1.2.4) va (5 ) tenglika asosan (1.2.5) shartli tenglik kelib chiqadi:

0 ( t )  ( t ) .

Yüklə 1,62 Mb.

Dostları ilə paylaş:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azkurs.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

gir | qeydiyyatdan keç
    Ana səhifə


yükləyin