
Домашние задания: Математика
Решить систему ДУ с помощью преобразований Лапласса: x=x-2y+1, x(0)=0 y=-3x, y(0)=1

L{x'} = s*X(s) - x(0); L{x-2y+1} = X(s) - 2Y(s) +1/s;
L{y'} = s*Y(s) - y(0); L{-3x} = -3X(s);
s*X(s) = X(s) - 2Y(s) +1/s;
s*Y(s) - 1 = -3X(s);
s*X(s) = X(s) + 6X(s)/s -2/s +1/s;
Y(s) = -3X(s)/s + 1/s;
X(s)*(s-1-6/s) = - 1/s;
Y(s) = -3X(s)/s + 1/s;
X(s) = -1/(s^2-s-6)
Y(s) = -3X(s)/s + 1/s;
X(s)= -1/(s^2-s-6);
Y(s) = 3/(s^3-s^2-6s) + 1/s;
x(t) = L^-1{X(s)} = L^-1{-1/(s^2-s-6)} = L^-1{-1/(s^2-s+0.5^2 - 6.25)} = L^-1{-1/((s-0.5)^2 - 2.5^2)} = 0.4*sh(2.5*t)*exp(0.5*t)
Далее потребуется расписать:
3/(s^3-s^2-6s) = 3/s(s^2 - s - 6) = A/s + (Bs+C)/(s^2 - s - 6) = (A*s^2-A*s-A*6 +B*s^2+C*s)/s(s^2 - s - 6)
A+B = 0
-A + C = 0
-A*6 = 3
A = -0.5, B = 0.5, C = -0.5
3/(s^3-s^2-6s) = -0.5/s +0.5s/(s^2 - s - 6) - 0.5/(s^2 - s - 6) =
= -0.5/s - 0.5/((s-0.5)^2 - 2.5^2) + 0.5s/((s-0.5)^2 - 2.5^2) =
= -0.5/s - 0.5/((s-0.5)^2 - 2.5^2) + 0.5(s-0.5)/((s-0.5)^2 - 2.5^2) + 0.25/((s-0.5)^2 - 2.5^2) =
= -0.5/s - 0.25/((s-0.5)^2 - 2.5^2) + 0.5(s-0.5)/((s-0.5)^2 - 2.5^2)
y(t) = L^-1{Y(s)} = L^-1{-0.5/s - 0.25/((s-0.5)^2 - 2.5^2) + 0.5(s-0.5)/((s-0.5)^2 - 2.5^2 + 1/s} =
= L^-1{0.5/s - 0.25/((s-0.5)^2 - 2.5^2) + 0.5(s-0.5)/((s-0.5)^2 - 2.5^2} =
= 0.5 - 0.1*sh(2.5*t)*exp(0.5*t) + 0.5*ch(2.5*t)*exp(0.5*t)
x(t) = 0.4*sh(2.5*t)*exp(0.5*t)
y(t) = 0.5 - 0.1*sh(2.5*t)*exp(0.5*t) + 0.5*ch(2.5*t)*exp(0.5*t)
L{y'} = s*Y(s) - y(0); L{-3x} = -3X(s);
s*X(s) = X(s) - 2Y(s) +1/s;
s*Y(s) - 1 = -3X(s);
s*X(s) = X(s) + 6X(s)/s -2/s +1/s;
Y(s) = -3X(s)/s + 1/s;
X(s)*(s-1-6/s) = - 1/s;
Y(s) = -3X(s)/s + 1/s;
X(s) = -1/(s^2-s-6)
Y(s) = -3X(s)/s + 1/s;
X(s)= -1/(s^2-s-6);
Y(s) = 3/(s^3-s^2-6s) + 1/s;
x(t) = L^-1{X(s)} = L^-1{-1/(s^2-s-6)} = L^-1{-1/(s^2-s+0.5^2 - 6.25)} = L^-1{-1/((s-0.5)^2 - 2.5^2)} = 0.4*sh(2.5*t)*exp(0.5*t)
Далее потребуется расписать:
3/(s^3-s^2-6s) = 3/s(s^2 - s - 6) = A/s + (Bs+C)/(s^2 - s - 6) = (A*s^2-A*s-A*6 +B*s^2+C*s)/s(s^2 - s - 6)
A+B = 0
-A + C = 0
-A*6 = 3
A = -0.5, B = 0.5, C = -0.5
3/(s^3-s^2-6s) = -0.5/s +0.5s/(s^2 - s - 6) - 0.5/(s^2 - s - 6) =
= -0.5/s - 0.5/((s-0.5)^2 - 2.5^2) + 0.5s/((s-0.5)^2 - 2.5^2) =
= -0.5/s - 0.5/((s-0.5)^2 - 2.5^2) + 0.5(s-0.5)/((s-0.5)^2 - 2.5^2) + 0.25/((s-0.5)^2 - 2.5^2) =
= -0.5/s - 0.25/((s-0.5)^2 - 2.5^2) + 0.5(s-0.5)/((s-0.5)^2 - 2.5^2)
y(t) = L^-1{Y(s)} = L^-1{-0.5/s - 0.25/((s-0.5)^2 - 2.5^2) + 0.5(s-0.5)/((s-0.5)^2 - 2.5^2 + 1/s} =
= L^-1{0.5/s - 0.25/((s-0.5)^2 - 2.5^2) + 0.5(s-0.5)/((s-0.5)^2 - 2.5^2} =
= 0.5 - 0.1*sh(2.5*t)*exp(0.5*t) + 0.5*ch(2.5*t)*exp(0.5*t)
x(t) = 0.4*sh(2.5*t)*exp(0.5*t)
y(t) = 0.5 - 0.1*sh(2.5*t)*exp(0.5*t) + 0.5*ch(2.5*t)*exp(0.5*t)
Похожие вопросы
- Какое наименьшее значение может принимать выражение 4x^2y^2+x^2+y^2-2xy+x+y+1 при действительных числах x и y...
- КАК ЭТО МОЖНО РЕШИТЬ?! ПОЖАЛУЙСТА!!! Найдите наибольшее и наименьшее значение выражения x^2+2y^2, если x^2-xy+2y^2=1
- (√(1/4y^2)-1-1/2y)((√(1+2y)/(√(1+2y)-√(1-2y))+((1-2y)/√(1-4y^2)+2y-1) сократить нужно
- Нужна помощь 5sinx*cos x-11sin x-11cosx+7=0
- Проходит ли график функции у=-x+2 через точки А (0; 2), В (1; 3), С (-1; -3), D (-2; 0)?
- Докажите, что многочлен G (x) = x^( 2n - 1 ) + a ^( 2n - 1 ) (n∈N) делится на многочлен ( x + a ), и найдите частное
- -x+4y=-25 3x-2y=30 Решите систему уравнений аж помогите с алгеброй
- Вычислить площадь области D заданной кривыми: x^2+y^2-6y=0 и x^2+y^2-8y=0; y=x, x=0
- Помогите решить известны множества A=(x|xeR,0<x<2}, B=(x|xeR,1<x <3}. Записать множества а) AUB;б) AnB;в) A\B; г) В\А.
- При каких значениях параметра a решения системы уравн ений x+ay=3 ax+4y=6 находятся вне окружности x^2+y^2=1