已知F(jw)=11(jw+3)(jw+7)/(jw-3)(jw-7)(jw+2),求其逆变换,写出具体步骤。提示:e⁻ᵃᵗu(t)⇔1/jw+a
时间: 2024-06-07 08:06:16 浏览: 121
根据拉普拉斯变换的定义,对于一个信号 f(t),其拉普拉斯变换为 F(s),则有:
F(s) = L{f(t)} = ∫[0, ∞) e^(-st) f(t)dt
其中,L 表示拉普拉斯变换算子,s 是复变量。而逆拉普拉斯变换的定义是:
f(t) = L^{-1}{F(s)} = (1/2πj) ∫[γ-j∞, γ+j∞] e^(st) F(s)ds
其中,γ 是一个实数,且该积分路径位于 s 平面上竖直方向,使得 F(s) 在该路径上绝对收敛。而对于有理函数的拉普拉斯变换,可以使用部分分式分解的方法求解。
根据题意,有:
F(s) = 11(jw+3)(jw+7)/(jw-3)(jw-7)(jw+2)
将分母进行因式分解,得到:
F(s) = 11(jw+3)(jw+7)/[(jw-3)(jw-7)(jw+2)]
= A/(jw-3) + B/(jw-7) + C/(jw+2)
其中,A、B、C 是待定系数。通过通分和配方可得:
11(jw+3)(jw+7) = A(jw-7)(jw+2) + B(jw-3)(jw+2) + C(jw-3)(jw-7)
令 jw = 3,7,-2,分别得到三个方程:
- 11(3+7) = A(3-7)(3+2)
- 11(7+3) = B(7-3)(7+2)
- 11(-2+3)(-2+7) = C(-2-3)(-2-7)
解得:
A = -1/4
B = 3/20
C = 1/5
因此,原式可以表示为:
F(s) = (-1/4)/(jw-3) + (3/20)/(jw-7) + (1/5)/(jw+2)
根据拉普拉斯变换的性质,有:
e^(-at) u(t) ⇔ 1/(s+a)
因此,将上式中的每一项进行逆拉普拉斯变换,得到:
f(t) = (-1/4) e^(3t) u(t) + (3/20) e^(7t) u(t) + (1/5) e^(-2t) u(t)
其中,u(t) 是单位阶跃函数。因此,原式的逆变换为:
f(t) = (-1/4) e^(3t) + (3/20) e^(7t) + (1/5) e^(-2t) (t > 0)
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