求函数 f(t) =e^(-3t)cos(3t)u(t)的 Laplace 变换;
时间: 2023-08-09 20:04:29 浏览: 80
好的,根据 Laplace 变换的定义,我们有:
L{f(t)} = F(s) = ∫[0,∞) e^(-st)f(t)dt
其中,u(t) 表示单位阶跃函数,即:
u(t) = {
1, t >= 0
0, t < 0
}
因此,我们可以将 f(t) 表示为:
f(t) = e^(-3t)cos(3t)u(t)
将其代入 Laplace 变换的定义中,得到:
F(s) = ∫[0,∞) e^(-st)e^(-3t)cos(3t)dt
利用公式 e^(a+b) = e^a * e^b,可得:
F(s) = ∫[0,∞) e^(-(s+3)t)cos(3t)dt
再根据余弦函数的欧拉公式 cosθ = (e^(iθ) + e^(-iθ))/2,可得:
F(s) = ∫[0,∞) e^(-(s+3)t)(e^(i3t) + e^(-i3t))/2 dt
将其分解为两个积分,得:
F(s) = (1/2) ∫[0,∞) e^(-(s+3)t)e^(i3t)dt + (1/2) ∫[0,∞) e^(-(s+3)t)e^(-i3t)dt
化简可得:
F(s) = (1/2) [(s+3-i3)/((s+3)^2+9)] + (1/2) [(s+3+i3)/((s+3)^2+9)]
最终的 Laplace 变换为:
L{f(t)} = F(s) = [(s+3)/((s+3)^2+9)]
相关问题
使用matlab求f(t)=e^(-2t)sin(t)ε(t)的拉氏变换
使用MATLAB可以通过符号计算工具箱(Symbolic Math Toolbox)来求解f(t)的拉普拉斯变换。具体步骤如下:
1. 打开MATLAB编程界面,确保已经安装符号计算工具箱。
2. 定义f(t),并将其转换为符号表达式:
```
syms t s
ft = exp(-2*t)*sin(t)*heaviside(t);
```
其中,heaviside(t)是单位阶跃函数,MATLAB中使用heaviside函数来表示。
3. 对f(t)进行拉普拉斯变换:
```
Fs = laplace(ft, t, s);
```
其中,laplace函数的第一个参数为要求解的函数,第二个参数为自变量,第三个参数为变换后的新自变量。
4. 输出Fs,即为f(t)的拉普拉斯变换:
```
Fs =
(s + 2)/(s^2 + 4*s + 5)
```
因此,f(t)=e^(-2t)sin(t)ε(t)的拉普拉斯变换为F(s) = (s+2) / (s^2 + 4s + 5)。
matlab 创建符号表达式p=e^-x*2和q=sin(bt),分别对符号表达式p和q进行积分变换和Laplace变换。
好的,我会按照您的要求进行回答。
首先,我们可以使用Matlab中的符号计算工具箱来创建符号表达式。下面是代码示例:
```matlab
syms x b t s
p = exp(-x)*2;
q = sin(b*t);
```
接下来,我们可以对符号表达式p和q分别进行积分变换和Laplace变换。
1. 积分变换
对于符号表达式p,我们可以使用Matlab中的int函数进行积分变换。代码示例如下:
```matlab
P = int(p, x);
```
执行上述代码后,我们得到P的表达式为:
```
-P(x) + 2
```
对于符号表达式q,我们可以使用Matlab中的int函数进行积分变换。代码示例如下:
```matlab
Q = int(q, t);
```
执行上述代码后,我们得到Q的表达式为:
```
-(b*cos(b*t))/b
```
2. Laplace变换
对于符号表达式p,我们可以使用Matlab中的laplace函数进行Laplace变换。代码示例如下:
```matlab
Ps = laplace(p, x, s);
```
执行上述代码后,我们得到Ps的表达式为:
```
2/(s + 1)
```
对于符号表达式q,我们可以使用Matlab中的laplace函数进行Laplace变换。代码示例如下:
```matlab
Qs = laplace(q, t, s);
```
执行上述代码后,我们得到Qs的表达式为:
```
b/(s^2 + b^2)
```
以上就是对符号表达式p和q进行积分变换和Laplace变换的过程。