Post on 13-Feb-2021
transcript
โDe cand matematicienii au invadat teoria relativitatii, nu o mai in-teleg nici eu.โ
Albert Einstein
6Transformari integrale
Vibratiile muzicii
Orice sunet, indiferent de sursa, este cauzat de ceva care vibreaza. Faravibratie nu exista sunet. Aceasta vibratie determina particulele de aer aflate inapropierea sursei sa vibreze si ele, iar acestea la randul lor le determina pe celedin apropierea lor sa vibreze creand in final ceea ce numim unda sonora.
La fel ca un val al marii, cu cat se misca unda sonora mai departe cu atatdevine mai slaba, pana ce in cele din urma dispare. Daca vibratia initialacauzeaza o unda suficient de puternica va ajunge la urechile noastre si va fiinregistrata ca un sunet. Auzim un sunet pentru ca aerul vibreaza impotrivatimpanelor urechii, care la randul lor vor vibra. Aceste vibratii sunt apoi anal-izate de catre creier si sunt inregistrate ca fiind muzica, zgomot de trafic, pasaricare canta, etc. Deoarece undele sonore sunt culese de timpanele fiecaruia siinterpretate de catre creier, sunt sanse mari ca nimeni sa nu auda acelasi sunet
1
in acelasi mod in care il aud altii. Orice vibratie completa a undei sonore senumeste ciclu. Numarul de cicluri realizate intr-o secunda se numeste frecventavibratiei. Una dintre diferentele perceptibile dintre doua sunete consta in inal-timea sunetului. O vibratie de frecventa mare va produce o nota mai inalta iaro vibratie de frecventa mai mica va produce o nota mai joasa.
Frecventa este masurata in hertzi, un hertz insemnand un ciclu pe secunda.Urechea umana poate percepe sunetele cuprinse intre 16 Hz si 16 kHz. Frecven-tele notelor, care pot fi cantate la un pian, sunt cuprinse intre 27.5 Hz si 4kHz.Nota produsa de un diapazon se numeste ton pur, deoarece consta dintr-un toncare suna la o singura frecventa. Sunetul instrumentelor provine de la tonuridiferite care suna la diverse frecvente. Chiar si o singura nota cantata la unpian e formata, de fapt, din multiple tonuri care suna impreuna la frecventeusor diferite.
Sa examinam indeaproape unul dintre cele mai elementare semnale, semnalulsinusoidal (cosinusoidal) care produce tonurile pure:
๐ฅ(๐ก) = ๐ด cos(๐0๐ก + ๐) = ๐ด cos(2๐๐๐ก + ๐)
unde ๐ด reprezinta amplitudinea semnalului (valoarea maxima pe care o poateavea vibratia, masurata din pozitia de echilibru), ๐0 este frecventa angularasau radiana masurata in radiani/secunda. Apoi ๐ este frecventa (Hz) si ๐ estefaza initiala (rad). Avem relatiile evidente ๐0 =
2๐๐ = 2๐๐ si ๐ =
1๐ , unde ๐
este perioada semnalului (s). Putem la fel de bine folosi functia sinus pentru areprezenta matematic un semnal sinusoidal.
Daca semnalul de mai sus este considerat ca fiind un semnal audio atuncivaloarea ๐ฅ(๐ก) indica schimbarile de presiune in urechile noastre ca functie detimp. O valoare negativa semnifica o presiune situata sub presiunea mediuluiambient iar o valoare pozitiva indica o presiune mai mare. Deci ๐ฅ(๐ก) fiind osinusoida indica faptul ca presiunea aerului in urechile noastre oscileaza intr-omaniera indicata de sinusoida. Sunetul pe care il vom auzi in acest caz va fi unton pur. Frecventa, dupa cum am spus si mai sus, determina inaltimea tonuluiiar amplitudinea determina volumul tonului.
Sa consideram spre exemplu ๐ฅ(๐ก) = 3 cos(2๐ ยท 2 ยท ๐กโ 3๐4 ). Se poate observaca valoarea maxima este ๐ด = 3 si se obtine pentru 3/16, cand argumentulcosinusului este 0.
Semnalul de mai sus nu poate fi perceput de urechea umana fiind prea jos,frecventa ๐ fiind de doar 2 ๐ป๐ง. Semnalele audio elementare nu suna prea grozav,puteti testa aici cam toata gama perceptibila urechii.
Vom studia acum un semnal foarte comun, cel produs de tonul de apel clasical unui celular. Acesta se compune in general din doua tonuri pure, la frecvente
2
https://www.youtube.com/watch?v=qNf9nzvnd1k
pe care omul le poate percepe. Spre exemplu
๐ฅ(๐ก) = ๐ด1 sin(2๐ ยท 350๐ก) + ๐ด2 sin(2๐ ยท 450 ยท ๐ก)
contine doua sinusoide la frecvente 350 ๐ป๐ง si 400 ๐ป๐ง. Mai jos avem reprezentataforma de unda a semnalului obtinut din combinarea celor doua semnale.
Suprinzator este faptul ca toate sunetele pot fi construite din tonuri puresi in mod analog toate semnalele continue deterministe (depind de timp) pot fiobtinute prin combinatii de sinusoide. Stim deja, din teoria seriilor Fourier, caorice semnal periodic poate fi descompus sub forma:
๐ฅ(๐ก) =๐02
+
โโ๏ธ๐=1
[๏ธ๐๐ cos
(๏ธ2๐๐
๐๐ก
)๏ธ+ ๐๐ sin
(๏ธ2๐๐
๐๐ก
)๏ธ]๏ธunde ๐ este perioada semnalului iar coeficientii descompunerii se obtin conform
regulilor ๐๐ =2
๐
โซ๏ธ ๐+๐๐
๐ฅ(๐ก) cos
(๏ธ2๐๐
๐๐ก
)๏ธ๐๐ก si ๐๐ =
2
๐
โซ๏ธ ๐+๐๐
๐ฅ(๐ก) sin
(๏ธ2๐๐
๐๐ก
)๏ธ๐๐ก.
In cele ce urmeaza vom discuta despre posibilitatea de a descompune unsemnal neperiodic si depre โmultidimensionalitateaโ semnalelor. In lumea re-ala, semnalele nu se comporta exact dupa cum arata formatul lor matematicpredefinit, si asta deoarece prezinta โimpuritatiโ(noise). Semnalele sunt adeseadistorsionate si de multe ori sursa lor este necunoscuta.
Daca am putea descompune semnalul in frecventele care il constituie, amputea usor sa blocam anumite frecvente si sa le anulam contributia. E ceea ceBBC-ul a facut in timpul Cupei Mondiale de Fotbal din 2010. Va mai amintiticat de iritant era sunetul vuvuzelelor de pe fundalul comentariilor sportive? Dinfericire, sunetul produs de vuvuzele avea o inaltime(frecventa) relativ constantaundeva in jurul a 235 ๐ป๐ง si asta a permis celor de la BBC sa puna la dispozitiatelespectatorilor optiunea de a filtra semnalul si de a putea urmari partidele faraenervantul zgomot pe fundal.
3
De retinut ca un semnal este in general reprezentat in domeniul timp: ampli-tudinea este exprimata in functie de timp. Insa atunci cand noise-ul este prezento astfel de reprezentare poate fi inutila deoarece face semnalul sa para aproapealeator. Daca insa trecem in domeniul frecventa si reprezentam amplitudineaca functie de frecventa obtinem informatii suplimentare, deosebit de utile.
Spectrul frecventei unui semnal reprezinta gama de frecvente continute intr-un semnal. Spre exemplu, semnalul tonului de apel contine doua frecvente,dupa cum arata figura de pe pagina anterioara. Spectrul poate fi gandit ca fiindo โbibliotecaโ completa a semnalului. Wikipedia va prezinta un gif extrem deilustrativ al descompunerii unui semnal pentru identificarea spectrului sau:
Sunt multe domenii unde analiza frecventelor ofera o mai buna intelegeredecat analiza in domeniul timp, muzica fiind cel mai celebru dintre ele. Toatateoria instrumentelor muzicale este construita in jurul descompunerii sunetelorcomplexe in componentele separate de frecventa diferita (notele muzicale). Inastrononie studiul spectrului radiatiei electromagnetice, care provine de la stelesau alte corpuri ceresti, poate oferi informatii despre compozitia chimica, tem-peratura, densitate, masa, luminozitate sau deplasare (efectul Doppler).
Vestea buna este ca putem sa facem usor trecerea din domeniul timp indomeniul frecventa, si inapoi, printr-un โportalโ numit transformata Fourier asemnalului:
๐(๐) = ๐น [๐ฅ(๐ก)](๐) =1โ2๐
โซ๏ธ โโโ
๐ฅ(๐ก) ยท ๐โ๐๐๐ก ๐๐ก
4
https://en.wikipedia.org/wiki/Frequency_domainhttps://en.wikipedia.org/wiki/Frequency_domainhttps://en.wikipedia.org/wiki/Doppler_effect
Mai sus, ๐น [๐ฅ(๐ก)] reprezinta numele unei functii si anume transformata func-tiei ๐ฅ(๐ก) prin aplicatia ๐น , deci ne asteptam sa o putem evalua intr-un punct ๐.Pentru a simplifica notatia se foloseste in general dualitatea: transformata lui๐ฅ(๐ก) este ๐(๐), a lui ๐(๐ก) este ๐น (๐), etc.
Transformarea inversa, si implicit recuperarea semnalului daca stim frecven-tele sale, se face prin
๐ฅ(๐ก) = ๐นโ1 [๐(๐)] (๐ก) =1โ2๐
โซ๏ธ โโโ
๐(๐) ยท ๐๐๐๐ก ๐๐.
Ar fi de observat aici ca ๐ nu reprezinta frecventa in formulele anterioare cifrecventa angulara. Expresia transformatei Fourier relativ la frecventa angularaeste la fel de populara ca si varianta care uzeaza de frecventa propriu zisa:
๐(๐) = ๐น [๐ฅ(๐ก)](๐) =
โซ๏ธ โโโ
๐ฅ(๐ก) ยท ๐โ๐2๐๐๐ก ๐๐ก
๐ฅ(๐ก) = ๐นโ1 [๐(๐)] (๐ก) =
โซ๏ธ โโโ
๐(๐) ยท ๐๐2๐๐๐ก ๐๐.
schimbarile constand in disparitia constantei din fata integralei si aparitia lui2๐ la exponentiala. Pe parcursul acestei fise vom folosi transformata Fourierangulara, propusa de prima varianta. Conexiunea intre ele se face prin formula
๐๐๐๐(๐) =1โ2๐
๐(๏ธ ๐
2๐
)๏ธ.
In concluzie, transformata Fourier ofera posibilitatea de a obtine spectrulfrecventei unui semnal neperiodic, o tehnica extrem de utila in teoria sem-nalelor. Inainte de a trece la listarea principalelor proprietati ale acestei trans-formari, vom prezenta interpretarile practice ale unor expresii matematice careapar frecvent in teoria semnalelor.
Energia unui semnal continuu este definita prin
๐ธ =
โซ๏ธ โโโ
|๐ฅ(๐ก)|2 ๐๐ก
iar puterea semnalului prin
๐ = lim๐โโ
1
2๐
โซ๏ธ ๐โ๐
|๐ฅ(๐ก)|2 ๐๐ก
care pentru un semnal periodic de perioada ๐0 devine ๐ =1
๐0
โซ๏ธ ๐+๐๐
|๐ฅ(๐ก)|2 ๐๐ก,pentru un ๐ oarecare.
Transformata Fourier este in mod standard definita pentru semnale cu en-ergie finita si atunci cunoscuta teorema a lui Plancherelโซ๏ธ โ
โโ|๐ฅ(๐ก)|2๐๐ก =
โซ๏ธ โโโ
|๐(๐)|2๐๐
spune, de fapt, ca energia totala a semnalului este egala cu energia totala atransformatei, adica transformata conserva energia. Daca semnalul are energie
5
finita, stim in plus ca transformata Fourier inversa exista, fiind cea mai simplaconditie care garanteaza existenta inversei.
Deoarece pentru multe semnale puterea poate fi finita iar energia infinita,
se impune uneori o alta restrictie semnalelor si anume ca
โซ๏ธ โโโ
|๐ฅ(๐ก)| ๐๐ก < โ
(finite-action signal). O astfel de restrictie este suficienta pentru a ne asigura catransformata Fourier exista si este marginita, in cazul semnalelor continue, caci
|๐(๐)| โคโซ๏ธ โโโ
|๐ฅ(๐ก)| ๐๐ก, โ๐ โ R.
Mai mult, orice semnal care satisface
โซ๏ธ โโโ
|๐ฅ(๐ก)| ๐๐ก < โ si care este marginit
va avea energia finita. Insa, conditia de absolut integrabilitate nu este suficientapentru a garanta existenta transformatei inverse.
Transformata Fourier
โ vom investiga mai de aproape transformata Fourier angulara
๐(๐) = ๐น [๐ฅ(๐ก)](๐) =1โ2๐
โซ๏ธ โโโ
๐ฅ(๐ก) ยท ๐โ๐๐๐ก ๐๐ก
cu inversa
๐ฅ(๐ก) = ๐นโ1 [๐(๐)] (๐ก) =1โ2๐
โซ๏ธ โโโ
๐(๐) ยท ๐๐๐๐ก ๐๐.
โ cele doua formule de mai sus au forme particulare daca ๐ฅ(๐ก) este o functiepara sau impara
=โ daca ๐ฅ(๐ก) para
๐น [๐ฅ(๐ก)](๐) =2โ2๐
โซ๏ธ โ0
๐ฅ(๐ก) cos(๐๐ก) ๐๐ก
=โ daca ๐ฅ(๐ก) impara
๐น [๐ฅ(๐ก)](๐) =2โ2๐
โซ๏ธ โ0
๐ฅ(๐ก) sin(๐๐ก) ๐๐ก
uneori notam aceste transformari ๐๐(๐), respectiv ๐๐ (๐) si le numim transfor-matele prin cosinus, sinus
=โ formula de inversare pentru o functie para devine acum
๐ฅ(๐ก) =2โ2๐
โซ๏ธ โ0
๐๐(๐) cos(๐๐ก) ๐๐
iar cea pentru o functie impara
๐ฅ(๐ก) =2โ2๐
โซ๏ธ โ0
๐๐ (๐) sin(๐๐ก) ๐๐
6
B principalele proprietati ale transformatei sunt listate in continuare
โ Transformata Fourier este o transformare liniara
๐น [๐ ยท ๐ฅ(๐ก) + ๐ ยท ๐ฆ(๐ก)](๐) = ๐ ยท ๐น [๐ฅ(๐ก)](๐) + ๐ ยท ๐น [๐ฆ(๐ก)](๐)
โ Proprietatea de dilatare/contractare
๐น [๐ฅ(๐๐ก)](๐) =1
|๐|๐น [๐ฅ(๐ก)]
(๏ธ๐๐
)๏ธ, ๐ ฬธ= 0
โ Proprietatea de intarziere
๐น [๐ฅ(๐กโ ๐)](๐) = ๐โ๐๐๐ก๐น [๐ฅ(๐ก)](๐)
โ Proprietatea de depasire
๐น [๐๐๐๐ก๐ฅ(๐ก)](๐) = ๐น [๐ฅ(๐ก)](๐ โ ๐)
โ Derivarea functiei original
๐น [๐ฅ(๐)(๐ก)](๐) = (๐๐)๐๐น [๐ฅ(๐ก)](๐)
โ Derivarea imaginii
๐๐
๐๐๐๐น [๐ฅ(๐ก)](๐) = (โ๐)๐๐น [๐ก๐๐ฅ(๐ก)](๐)
unde notatia din stanga inseamna a ๐-a derivata in raport cu ๐โ Transformata produsului de convolutie
๐น [(๐ฅ * ๐ฆ)(๐ก)](๐) =โ
2๐ ยท ๐น [๐ฅ(๐ก)](๐) ยท ๐น [๐ฆ(๐ก)](๐)
prin produsul de convolutie a doua semnale intelegem functia (semnalul)
(๐ฅ * ๐ฆ)(๐ก) =โซ๏ธ โโโ
๐ฅ(๐ )๐ฆ(๐กโ ๐ ) ๐๐
Exista unele limitari in uzul seriilor Fourier si a transformatelor Fourierpentru analizarea semnalelor si a sistemelor. Un semnal trebuie sa fie ab-solut integrabil pentru a avea o reprezentare bazata pe o serie sau trans-formare Fourier. Daca luam in considerare semnalul rampa ๐ฅ(๐ก) = ๐ก ยท ๐ข(๐ก)acesta nu poate fi analizat cu transformata Fourier nefiind absolut integra-bil sau de energie finita. Transformata Laplace ajuta la depasirea acestorobstacole. Poate fi gandita ca o extensie, o generalizare, a transformateiFourier. Acum argumentul transformatei va fi un numar complex, notatuneori cu ๐ si numit frecventa complexa.
Remarca:
7
Transformata Laplace
Transformata Laplace a unei functii ๐(๐ก) (semnal) este definita prin
โ[๐(๐ก)](๐) =โซ๏ธ โ0
๐(๐ )๐โ๐ ๐๐๐
si va transforma o functie ๐(๐ก) in alta care depinde de ๐, notata de obicei cuโ[๐(๐ก)](๐) sau ๐น (๐). Functia ๐(๐ก) este numita functie original (semnalul sursa),integrala fiind convergenta atata timp cat Re ๐ > 0.
Majoritatea proprietatilor sunt identice cu cele ale transformatei Fourier,diferentele aparand uneori la nivelul constantelor
โ โ este o transformare liniara
โ[๐ ยท ๐(๐ก) + ๐ ยท ๐(๐ก)](๐) = ๐ ยท โ[๐(๐ก)](๐) + ๐ ยท โ[๐(๐ก)](๐)
โ Transformata Laplace are inversa liniara
โโ1[๐ ยท ๐น (๐) + ๐ ยท๐บ(๐)](๐ก) = ๐ ยท โโ1[๐น (๐)](๐ก) + ๐ ยท โโ1[๐บ(๐)](๐ก)โ Dilatarea/Contractia
โ[๐(๐๐ก)](๐) = 1|๐|
โ[๐(๐ก)](๏ธ๐๐
)๏ธโ Scalarea exponentiala (depasire)
โ[๐๐๐ก๐(๐ก)](๐) = โ[๐(๐ก)](๐โ ๐)โ Proprietatea de intarziere
โ[๐(๐กโ ๐)](๐) = ๐โ๐๐โ[๐(๐ก)](๐)โ Transformata integralei
โ[๏ธโซ๏ธ ๐ก
0
๐(๐ )๐๐
]๏ธ(๐) =
1
๐โ[๐(๐ก)](๐)
โ Transformata produsului de convolutie (teorema lui Borel)
โ[(๐ * ๐)(๐ก)](๐) = โ[๐(๐ก)](๐) ยท โ[๐(๐ก)](๐)
de remarcat ca dispare coeficientul din fata, comparativ cu transformata Fourier,insa in acest context produsul de convolutie este definit ca fiind
(๐ * ๐)(๐ก) =โซ๏ธ ๐ก0
๐(๐ )๐(๐กโ ๐ ) ๐๐
โ Transformata derivatei
โ[๐ (๐)(๐ก)](๐) = ๐๐โ[๐(๐ก)](๐) โ ๐๐โ1๐(0) โ ๐๐โ2๐ โฒ(0) โ . . .โ ๐ (๐โ1)(0)
8
โ Derivata transformarii
(โ[๐(๐ก)](๐))(๐) = (โ1)๐โ[๐ก๐๐(๐ก)](๐)
โ transformata Laplace poate fi folosita pentru a calcula integrale impropriiconform formulei: โซ๏ธ โ
๐
๐น (๐ )๐๐ = โ[๏ธ๐(๐ก)
๐ก
]๏ธ(๐)
daca recunoastem integrandul ca fiind o transformata Laplace a unei functii๐(๐ก).
โ adaugam alte trei proprietati extrem de utile in practica
Teorema valorii initiale
lim๐กโ0๐ก>0
๐(๐ก) = lim๐โโ
๐ยทโ[๐(๐ก)](๐)
Teorema valorii finale
lim๐กโโ
๐(๐ก) = lim๐โ0
๐ยทโ[๐(๐ก)](๐)
โ in general vom folosi de tabelul de transformate pentru a calcula transfor-mata inversa โโ1 insa este mult mai simplu sa folosim teoria reziduurilor
O formula pentru transformata inversa โโ1:
๐(๐ก) = โโ1[๐น (๐)](๐ก) =โ๏ธ
toti polii lui ๐น (๐)
Rez(๏ธ๐น (๐)๐๐๐ก
)๏ธ
Aflam transformarea inversa a lui
๐น (๐) =1
(๐ + 3)2(๐โ 1)
In acest caz ๐น (๐) are un pol de ordin 2 in ๐ = โ3 si un pol de ordin1 in ๐ = 1. Au loc urmatoarele formule, conform fisei despre integralecomplexe:
Res(๐น (๐)๐๐๐ก, 1) = lim๐โ1
(๐โ 1) ๐๐๐ก
(๐ + 3)2(๐โ 1)=
๐๐ก
(1 + 3)2
(in reziduul de mai sus ๐ก este un parametru)
Exemplu:
9
Res(๐น (๐)๐๐๐ก,โ3) = lim๐โโ3
(๏ธ(๐ + 3)2
๐๐๐ก
(๐ + 3)2(๐โ 1)
)๏ธโฒ= โ ๐ก๐
โ3๐ก
4โ ๐
โ3๐ก
42
(derivarea e relativ la ๐)
astfel
๐(๐ก) = โโ1[๏ธ
1
(๐ + 3)2(๐โ 1)
]๏ธ(๐ก) =
๐๐ก
16โ ๐ก๐
โ3๐ก
4โ ๐
โ3๐ก
16, ๐ก โฅ 0.
๏ฟฝ
โ mai jos avem un tabel uzual de transformate Laplace
Domeniul timp ๐(๐ก) Domeniul frecventa ๐น (๐)
๐ฟ(๐ก) 1
๐ฟ(๐กโ ๐) ๐โ๐๐
๐ข(๐ก) 1๐
๐ก ยท ๐ข(๐ก) 1๐2๐ก๐ ยท ๐ข(๐ก) ๐!๐๐+1๐ก๐ผ ยท ๐ข(๐ก) ฮ(๐ผ+1)๐๐ผ+1๐๐๐ก ยท ๐ข(๐ก) 1๐โ๐๐๐๐ก ยท ๐ข(๐ก) 1๐โln๐
sin(๐๐ก) ยท ๐ข(๐ก) ๐๐2+๐2cos(๐๐ก) ยท ๐ข(๐ก) ๐๐2+๐2sinh(๐๐ก) ยท ๐ข(๐ก) ๐๐2โ๐2cosh(๐๐ก) ยท ๐ข(๐ก) ๐๐2โ๐2
๐โ๐๐ก sin(๐๐ก) ยท ๐ข(๐ก) ๐(๐+๐)2+๐2๐โ๐๐ก cos(๐๐ก) ยท ๐ข(๐ก) ๐+๐(๐+๐)2+๐2๐โ๐๐ก sinh(๐๐ก) ยท ๐ข(๐ก) ๐(๐+๐)2โ๐2๐โ๐๐ก cosh(๐๐ก) ยท ๐ข(๐ก) ๐+๐(๐+๐)2โ๐2
โ uneori functia treapta ๐ข(๐ก) este omisa in astfel de tabele, puteti face ab-stractie de ea, rolul ei este sa anuleze partea din functie pentru care ๐ก < 0 caciintegrala transformatei Laplace se refera la intervalul [0,โ)
10
Probleme rezolvate
Problema 1. Calculati transformata Fourier pentru urmatoarele sem-nale elementare:
a) ๐ฅ(๐ก) = ๐โ๐|๐ก|, ๐ > 0
b) ๐ฅ(๐ก) = ๐ด ยท ฮ (๏ธ๐ก๐
)๏ธ=
{๏ธ๐ด, ๐ก โ [โ๐2 ,
๐2 ]
0, in rest
Solutie: a) O reprezentare in domeniul timp al lui ๐ฅ(๐ก) arata in felul urmator
Prin aplicarea formulei transformatei Fourier ajungem la
๐(๐) =1โ2๐
โซ๏ธ โโโ
๐โ๐|๐ก|๐โ๐๐๐ก ๐๐ก =1โ2๐
โซ๏ธ 0โโ
๐๐๐ก๐โ๐๐๐ก ๐๐ก +1โ2๐
โซ๏ธ โ0
๐โ๐๐ก๐โ๐๐๐ก ๐๐ก
din cauza felului in care functia modul se comporta, apoi putem scrie
๐(๐) =1โ2๐
โซ๏ธ 0โโ
๐(๐โ๐๐)๐ก ๐๐ก +1โ2๐
โซ๏ธ โ0
๐โ(๐+๐๐)๐ก ๐๐ก
=1โ2๐
๐(๐โ๐๐)๐ก
๐โ ๐๐
โโโโ0โโ
+1โ2๐
๐โ(๐+๐๐)๐ก
โ(๐ + ๐๐)
โโโโโ0
Valorile in ยฑโ trebuie vazute ca o trecere la limita, prin definitia integralelorgeneralizate. Ambele valori vor fi 0, in mare din cauza prezentei lui ๐๐๐ก respectivalui ๐โ๐๐ก
lim๐กโโโ
๐(๐โ๐๐)๐ก
๐โ ๐๐= lim
๐กโโโ๐๐๐ก
cos(๐๐ก) + ๐ sin(๐๐ก)
๐โ ๐๐= 0
caci al doilea factor este un numar complex marginit. Analog se trateaza cealaltalimita implicata in formulele de mai sus. In final doar valorile in 0 conteaza
๐(๐) =1โ2๐
1
๐โ ๐๐+
1โ2๐
1
๐ + ๐๐=
1โ2๐
2๐
๐2 + ๐2
O reprezentare a acesteia in domeniul frecventa (angulara) este disponibilape pagina urmatoare
11
b) Semnalul ๐ฅ(๐ก) = ๐ด ยท ฮ (๏ธ๐ก๐
)๏ธpoarta numele de puls dreptunghiular si vom
arata ca transformata sa are legatura cu functia sinc(๐ฅ) =
{๏ธsin ๐ฅ๐ฅ , ๐ฅ ฬธ= 0
1, ๐ฅ = 0
Prin definitie:
๐(๐) =1โ2๐
โซ๏ธ โโโ
๐ฅ(๐ก)๐โ๐๐๐ก ๐๐ก =1โ2๐
โซ๏ธ ๐2
โ ๐2๐ด๐โ๐๐๐ก ๐๐ก
=1โ2๐
๐ด๐โ๐๐๐ก
โ๐๐
โโโโ ๐2
โ ๐2
=1โ2๐
๐ด
(๏ธ๐โ๐๐
๐2
โ๐๐โ ๐
+๐๐ ๐2
โ๐๐
)๏ธ= โ ๐ดโ
2๐๐๐
(๏ธcos
(๏ธโ๐๐
2
)๏ธ+ ๐ sin
(๏ธโ๐๐
2
)๏ธโ cos
(๏ธ๐๐
2
)๏ธโ ๐ sin
(๏ธ๐๐
2
)๏ธ)๏ธ=
2๐ดโ2๐๐
sin(๏ธ๐๐
2
)๏ธ=
๐ด๐โ2๐
sin(๏ธ๐ ๐2
)๏ธ๐ ๐2
=๐ด๐โ2๐
sinc(๏ธ๐๐
2
)๏ธimaginea in domeniul frecventa fiind
Problema 2. Sa se rezolve ecuatia integralaโซ๏ธ โ0
๐(๐ข) cos(๐ข๐ก) ๐๐ข = ๐(๐ก)
unde ๐(๐ก) =
{๏ธ1 โ ๐ก, ๐ก โ [0, 1]0, ๐ก > 1.
Solutie: Ecuatia poate fi scrisa sub forma echivalentaโ๏ธ2
๐
โซ๏ธ โ0
๐(๐ข) cos(๐ข๐ก) ๐๐ข =
โ๏ธ2
๐๐(๐ก)
12
in care membrul stang seamana cu transformata prin cosinus a unei functii ๐,deci putem interpreta egalitatea ca fiind de forma:
๐บ๐(๐) =
โ๏ธ2
๐๐(๐)
Aceasta strategie are sens doar daca la final functia ๐ gasita se dovedeste a fipara. Interpretand ecuatia in acest mod, functia ๐ poate fi aflata prin aplicareatransformatei inverse prin cosinus functiei din dreapta, adica
๐(๐ข) =
โ๏ธ2
๐
โซ๏ธ โ0
๐บ๐(๐) cos(๐๐ข) ๐๐ =
โ๏ธ2
๐
โซ๏ธ โ0
โ๏ธ2
๐๐(๐) cos(๐๐ข) ๐๐
=2
๐
โซ๏ธ โ0
๐(๐) cos(๐๐ข) ๐๐ =2
๐
โซ๏ธ 10
(1 โ ๐) cos(๐ข๐)๐ = 2๐
1 โ cos๐ข๐ข2
care este evident o functie para.
Problema 3. Gaฬsiฬงti functฬงiile original pentru urmaฬtoarele tranformateLaplace:
a) ๐ (๐) =1
๐2 โ 3๐ + 2b) ๐ (๐) =
1
๐2 (๐2 + 1).
Solutie: a) Ideea este sa reducem functiile date la expresii care se aflain tabelul de transformate, folosind teoria functiilor rationale. Descompunemtransformata Laplace ๐(๐) data astfel
๐ (๐) =1
๐2 โ 3๐ + 2=
1
(๐โ 1) (๐โ 2)=
1
๐โ 2โ 1
๐โ 1
sฬงi folosim formula
โ[๏ธ๐๐๐ก
]๏ธ(๐) =
1
๐โ ๐din tabelul de transfromate Laplace. Vom obtine functฬงia original
๐ฅ (๐ก) = โโ1[๏ธ
1
๐โ 2โ 1
๐โ 1
]๏ธ(๐ก) = โโ1
[๏ธ1
๐โ 2
]๏ธ(๐ก)โโโ1
[๏ธ1
๐โ 1
]๏ธ(๐ก) = ๐2๐ก โ ๐๐ก.
b) Metoda 1 : Din nou descompunem functฬงia dataฬ astfel
1
๐2 (๐2 + 1)=
๐ด๐ + ๐ต
๐2+
๐ถ๐ + ๐ท
๐2 + 1,
iar dupaฬ identificarea coeficientilor obtฬงinem
๐ด = 0, ๐ต = 1, ๐ถ = 0, ๐ท = โ1,
ceea ce conduce la
๐ (๐) =1
๐2โ 1
๐2 + 1.
Folosind din nou formulele
โ [๐ก๐] (๐) = ๐!๐๐+1
si โ [sin ๐๐ก] (๐) = ๐๐2 + ๐2
,
13
din tabelul de transfromate Laplace, rezultaฬ functฬงia original
๐ฆ (๐ก) = โโ1[๏ธ
1
๐2โ 1
๐2 + 1
]๏ธ(๐ก) = โโ1
[๏ธ1
๐2
]๏ธ(๐ก) โ โโ1
[๏ธ1
๐2 + 1
]๏ธ(๐ก) = ๐กโ sin ๐ก.
Metoda 2 : Putem sa folosim formula de inversare care uzeaza de teoriareziduurilor
๐ฆ(๐ก) = โโ1[๐ (๐)](๐ก) =โ๏ธ
toti polii lui ๐ (๐)
Rez(๏ธ๐ (๐)๐๐๐ก
)๏ธSe observa usor ca ๐ (๐) are un pol dublu in ๐1 = 0 si doi poli simpli in
๐2 = ๐, respectiv ๐3 = โ๐.
Rez(๐ (๐)๐๐๐ก, 0) = lim๐โ0
(๏ธ๐2
๐๐๐ก
๐2(๐2 + 1)
)๏ธโฒ= lim
๐โ0
๐ก๐๐๐ก(๐2 + 1) โ 2๐๐๐๐ก
(๐2 + 1)2= ๐ก
Atentie la faptul ca derivarea se face intotdeauna relativ la variabila ๐, atuncicand avem de a face cu poli de ordin superior in aplicarea formulei de inversare.
Rez(๐ (๐)๐๐๐ก, ๐) = lim๐โ๐
(๐โ ๐) ๐๐๐ก
๐2(๐2 + 1)=
๐๐๐ก
โ2๐=
๐๐๐๐ก
2
=โ sin ๐ก + ๐ cos ๐ก
2
Rez(๐ (๐)๐๐๐ก,โ๐) = lim๐โโ๐
(๐โ (โ๐)) ๐๐๐ก
๐2(๐2 + 1)=
๐โ๐๐ก
2๐=
โ๐๐โ๐๐ก
2
=โ sin ๐กโ ๐ cos ๐ก
2
In final adunand aceste valori
๐ฆ(๐ก) = ๐กโ sin ๐ก
Problema 4. Rezolvatฬงi problema Cauchyโงโชโชโชโจโชโชโชโฉ๐ฅโฒโฒ + 2๐ฅโฒ + 5๐ฅ = 0
๐ฅ (0) = 1
๐ฅโฒ (0) = 0
,
folosind transformata Laplace.
Solutie: Vom trece din domeniul timp in domeniul frecventelor. Fenomenulsuprinzator este urmatorul: in domeniul frecventelor ecuatia diferentiala devineuna algebrica usor de rezolvat.
Folosind asadar transformata Laplace vom transforma intreaga ecuatie difer-entiala tinand cont de proprietatile transformatei
14
โ [๐ฅ] (๐)๐๐๐ก๐๐ก๐๐= ๐ (๐)โ [๐ฅโฒ] (๐) = ๐๐ (๐) โ ๐ฅ (0) = ๐๐ (๐) โ 1,โ [๐ฅโฒโฒ] (๐) = ๐2๐ (๐) โ ๐ ยท ๐ฅ (0) โ ๐ฅโฒ (0) = ๐2๐ (๐) โ ๐,
ceea ce implicaฬ, datorita proprietatii de liniaritate a transformatei
๐2๐ (๐) โ ๐ + 2 [๐๐ (๐) โ 1] + 5๐ (๐) = 0,
de unde obtinem apoi
๐ (๐) =๐ + 2
๐2 + 2๐ + 5=
๐ + 1
(๐ + 1)2
+ 22+
1
(๐ + 1)2
+ 22
=๐ + 1
(๐ + 1)2
+ 22+
1
2ยท 2
(๐ + 1)2
+ 22
In acest moment avem expresia transformatei Laplace a unei solutii ๐ฅ(๐ก) core-spunzatoare problemei Cauchy. Pentru a obtine aceasta solutie va trebui safolosim transformata inversa si tabelul de transformate
๐ฅ (๐ก) = โโ1 [๐(๐)] (๐ก) = ๐โ๐ก cos 2๐ก + 12๐โ๐ก sin 2๐ก
= ๐โ๐ก(๏ธ
cos 2๐ก +1
2sin 2๐ก
)๏ธ.
Problema 5. Integratฬงi ecuatฬงia ๐ฅโฒโฒโฒ +๐ฅโฒโฒโ2๐ฅ = ๐ก, unde ๐ฅ (0) = ๐ฅโฒ (0) = 0sฬงi ๐ฅโฒโฒ (0) = โ1.
Solutie: Vom aplica din nou tehnica transformarii Laplace pentru a obtineinitial o imagine a ecuatiei in domeniul frecventelor
โ [๐ฅ] (๐) ๐๐๐ก= ๐ (๐) ,โ [๐ฅโฒโฒ] (๐) = ๐2๐ (๐) โ ๐ ยท ๐ฅ (0) โ ๐ฅโฒ (0) = ๐2๐ (๐)โ [๐ฅโฒโฒโฒ] (๐) = ๐3๐ (๐) โ ๐2 ยท ๐ฅ (0) โ ๐ ยท ๐ฅโฒ (0) โ ๐ฅโฒโฒ (0) = ๐3๐ (๐) + 1,
โ [๐ก] (๐) = 1๐2
,
conform formulei de transformare a derivatelor si respectiv tabelului de trans-formate pentru ultima relatie.
Prin urmare imaginea ecuatiei in domeniul frecventelor este
๐3๐ (๐) + 1 + ๐2๐ (๐) โ 2๐(๐) = 1๐2
cu observatia ca deja am folosit conditiile initiale ale ecuatiei in aflarea trans-formarilor de mai sus.
Aceasta ecuatie se rezolva usor si se obtine:
15
๐ (๐) =1 โ ๐2
๐2 (๐3 + ๐2 โ 2)=
(1 โ ๐) (1 + ๐)๐2 (๐โ 1) (๐2 + 2๐ + 2)
= โ ๐ + 1๐2 (๐2 + 2๐ + 2)
= โ12
1
๐2+
1
2
1
(๐ + 1)2
+ 1
In final pentru a obtine solutia ecuatiei diferentiale date trebuie sa aflam imag-inea inversa a solutiei obtinute in domeniul frecventelor
๐ฅ(๐ก) = โโ1[๐(๐)](๐ก) = โโ1[๏ธโ1
2
1
๐2+
1
2
1
(๐ + 1)2 + 1
]๏ธ(๐ก)
= โ12โโ1
[๏ธ1
๐2
]๏ธ(๐ก) +
1
2โโ1
[๏ธ1
(๐ + 1)2 + 1
]๏ธ(๐ก) = โ1
2๐ก +
1
2๐โ๐ก sin ๐ก
conform tabelului de transformate si a liniaritatii transformarii inverse.
Problema 6. Rezolvatฬงi urmaฬtorul sistem de ecuatฬงii diferentฬงiale:โงโจโฉ ๐ฅโฒ โ ๐ฅโ 2๐ฆ = ๐ก, ๐ฅ (0) = 2โ2๐ฅ + ๐ฆโฒ โ ๐ฆ = ๐ก, ๐ฆ (0) = 4 .Solutie: Intai notam cu ๐(๐) si ๐ (๐) transformatele Laplace ale necunos-
cutelor ๐ฅ(๐ก), respectiv ๐ฆ(๐ก).
โ [๐ฅ] (๐) = ๐ (๐), โ [๐ฆ] (๐) = ๐ (๐)
Apoi transformam ceilalti termeni ai sistemului, tinand cont de proprietatiletransformate Laplace
โ [๐ฅโฒ] (๐) = ๐๐ (๐) โ ๐ฅ (0) = ๐๐ (๐) โ 2โ [๐ฆโฒ] (๐) = ๐๐ (๐) โ ๐ฆ (0) = ๐๐ (๐) โ 4,
โ [๐ก] (๐) = 1๐2
,
Imaginea sistemului in domeniul frecventa esteโงโชโจโชโฉ๐๐ (๐) โ 2 โ๐ (๐) โ 2๐ (๐) = 1
๐2
โ2๐ (๐) + ๐๐ (๐) โ 4 โ ๐ (๐) = 1๐2
sฬงi obtฬงinem caฬ
๐ (๐) + ๐ (๐) =1
๐โ 3
(๏ธ6 +
2
๐2
)๏ธ๐ (๐) โ ๐ (๐) = โ 2
๐ + 1,
16
de unde rezultaฬ
๐ (๐) =3
๐โ 3+
1
๐2 (๐โ 3)โ 1
๐ + 1
=3
๐โ 3โ 1
9
1
๐โ 1
3
1
๐2+
1
9
1
๐โ 3โ 1
๐ + 1
=28
9
1
๐โ 3โ 1
9
1
๐โ 1
3
1
๐2โ 1
๐ + 1
sฬงi obtฬงinem functฬงia original prin inversare, ca la exercitiile anterioare
๐ฅ (๐ก) =28
9๐3๐ก โ 1
9โ 1
3๐กโ ๐โ๐ก.
Pentru a gaฬsi functฬงia original ๐ฆ (๐ก) putem sa nu mai recurgem la ๐ (๐) ci sainlocuim in sistemul de ecuatii diferentiale. Vom folosi prima ecuatฬงie din sistem,unde avem nevoie de derivata lui ๐ฅ (๐ก) care este
๐ฅโฒ (๐ก) =28
3๐3๐ก โ 1
3+ ๐โ๐ก
sฬงi obtฬงinem
๐ฆ (๐ก) =๐ฅโฒ(๐ก) โ ๐ฅ(๐ก) โ ๐ก
2=
28
9๐3๐ก โ 1
9โ 2
3๐ก +
1
2๐โ๐ก.
Iฬn concluzie solutฬงia sistemului esteโงโจโฉ ๐ฅ (๐ก) = 289 ๐3๐ก โ 19 โ 13 ๐กโ ๐โ๐ก๐ฆ (๐ก) = 289 ๐3๐ก โ 19 โ 23 ๐ก + 12๐โ๐ก .Problema 7. Determinatฬงi solutฬงia ecuatฬงiei ๐ฅโฒโฒ+๐ฅ = 1cos ๐ก cu datele initiale๐ฅ (0) = 0 sฬงi ๐ฅโฒ (0) = 2.
Solutie: Aplicaฬm transformata Laplace atat membrului drept caฬt sฬงi a mem-brului staฬng. Constataฬm un prim obstacol: nu putem ฤฑฬnlocui direct transformata
Laplace a functฬงiei1
cos ๐กcaci nu e in tabel si nici nu e clar cum sa o deducem din
proprietatile โ.
Pentru moment vom continua cu notatฬงia โ[๏ธ
1
cos ๐ก
]๏ธ(๐) (suntem in faza de
negare a problemei :)) ). In partea staฬngaฬ avem
โ [๐ฅ] (๐) = ๐ (๐) , โ [๐ฅโฒโฒ] (๐) = ๐2๐ (๐) โ ๐ ยท ๐ฅ (0) โ ๐ฅโฒ (0) = ๐2๐ (๐) โ 2.
Transformata ecuatiei devine
๐2๐ (๐) โ 2 + ๐ (๐) = โ[๏ธ
1
cos ๐ก
]๏ธ(๐) ,
de unde rezultaฬ
๐ (๐) =2
๐2 + 1+
1
๐2 + 1ยท โ
[๏ธ1
cos ๐ก
]๏ธ(๐)
17
Din cauza ca ultimul termen are un coeficient care depinde de ๐ (deci nu econstant relativ la ๐) nu putem sa aplicam transformata inversa in acest moment.Houston we have a problem !
Vom depasi acest obstacol daca reusim sa vizualizam factorul 1๐2+1 ca pe o
transformata Laplace. Cu ajutorul tabelului se gaseste rapid 1๐2+1 = โ [sin ๐ก] (๐)Acum modul in care โ se comporta cu produsul de convolutie salveaza ziua:
๐ (๐) = 2โ [sin ๐ก] (๐) + โ [sin ๐ก] (๐) ยท โ[๏ธ
1
cos ๐ก
]๏ธ(๐)
= โ [2 sin ๐ก] (๐) + โ[๏ธsin ๐ก * 1
cos ๐ก
]๏ธ(๐)
= โ[๏ธ2 sin ๐ก + sin ๐ก * 1
cos ๐ก
]๏ธ(๐)
In final
๐ฅ (๐ก) = โ [๐(๐)] (๐ก) = 2 sin ๐ก + sin ๐ก * 1cos ๐ก
care se scrie desfasurat sub forma
๐ฅ (๐ก) = 2 sin ๐ก +
๐กโซ๏ธ0
sin (๐กโ ๐)cos ๐
๐๐ =
= 2 sin ๐ก +
๐กโซ๏ธ0
sin ๐ก cos ๐ โ sin ๐ cos ๐กcos ๐
๐๐
= 2 sin ๐ก + ๐ก sin ๐ก + cos ๐ก ยท ln (cos ๐ก) .
Problema 8. Rezolvatฬงi ecuatฬงia ๐ฅ (๐ก) = 2 sin 4๐ก +
๐กโซ๏ธ0
sin 4 (๐กโ ๐ข)๐ฅ (๐ข) ๐๐ข.
Solutie: Ecuatฬงia dataฬ se poate pune ฤฑฬn forma echivalentaฬ
๐ฅ (๐ก) โ๐กโซ๏ธ
0
๐ฅ (๐ข) sin 4 (๐กโ ๐ข) ๐๐ข = 2 sin 4๐ก.
Transformata Laplace a membrului drept este
โ [2 sin 4๐ก] = 8๐2 + 16
,
iar ฤฑฬn partea staฬngaฬ din teorema lui Borel rezultaฬ
โ
โกโฃ ๐กโซ๏ธ0
๐ฅ (๐ข) sin 4 (๐กโ ๐ข) ๐๐ข
โคโฆ (๐) = โ [๐ฅ (๐ก) * sin 4๐ก] (๐)= ๐ (๐) ยท 4
๐2 + 16.
18
Atunci avem
๐ (๐) โ๐ (๐) ยท 4๐2 + 16
=8
๐2 + 16,
de unde obtฬงinem
๐ (๐) =8
๐2 + 12=
8
๐2 +(๏ธ2โ
3)๏ธ2 = 82โ3 ยท 2
โ3
๐2 +(๏ธ2โ
3)๏ธ2
Prin urmare solutฬงia ecuatฬงiei date este
๐ฅ (๐ก) =8
2โ
3ยท sin
(๏ธ2โ
3๐ก)๏ธ
=4โ
3
3ยท sin
(๏ธ2โ
3๐ก)๏ธ.
Problema 9. Rezolvatฬงi problema Cauchy:โงโชโชโชโจโชโชโชโฉ๐ฅโฒโฒ + ๐ก๐ฅโฒ โ ๐ฅ = 0
๐ฅ (0) = 0
๐ฅโฒ (0) = 1
,
folosind transformata Laplace.
Solutie: Aplicaฬm transformata Laplace sฬงi obtฬงinem
โ [๐ฅ] (๐) = ๐ (๐) ,โ [๐ก๐ฅโฒ] (๐) = โ [๐๐ (๐)]โฒ + ๐ฅ (0) =
= โ๐ (๐) โ ๐๐ โฒ (๐)โ [๐ฅโฒโฒ] (๐) = ๐2๐ (๐) โ ๐๐ฅ (0) โ ๐ฅโฒ (0)
= ๐2๐ (๐) โ 1,
de unde rezultaฬ
๐ โฒ (๐) +2 โ ๐2
๐ยท๐ (๐) = โ1
๐.
De remarcat faptul ca atunci cand ecuatia diferentiala are coeficienti caredepind de ๐ก, imaginea ecuatiei in domeniul frecventa va fi tot o ecuatia diferen-tiala. Ecuatia din domeniul frecventa nu este intotdeauna mai usor de rezolvatdecat cea initiala ! In cazul nostru insa, avem o ecuatie neomogena liniara deordinul intai, de forma generalaฬ
๐ โฒ (๐) + ๐ (๐) ยท๐ (๐) = ๐ (๐)
care are solutฬงia generalaฬ
๐ (๐) = ๐โ
โซ๏ธ๐ (๐) ๐๐
โกโขโฃ๐ + โซ๏ธ ๐ (๐) ยท ๐โซ๏ธ
๐ (๐) ๐๐๐๐
โคโฅโฆ .19
Iฬn cazul nostru avem ๐ (๐) =2 โ ๐2
๐sฬงi ๐ (๐) = โ1
๐, de unde dupaฬ ฤฑฬnlocuirea
ฤฑฬn solutฬงia generalaฬ rezultaฬ
๐ (๐) = ๐ ยท ๐๐2
2
๐2+
1
๐2.
Intrusul este constanta ๐ si trebuie eliminat. Pentru aceasta avem nevoie deinformatii suplimentare. Avem in maneca cativa asi: conditiile initiale si teo-remele valorii initiale/ finale. Dacaฬ tฬงinem cont de conditia ๐ฅ (0) = 0, atunciconform teoremei valorii initiale
lim๐กโ0๐ก>0
๐ฅ(๐ก) = lim๐โโ
๐ ยท โ[๐ฅ(๐ก)](๐)
prin urmare lim๐โโ
๐ ยท๐(๐) = 0 si fenomenul are loc doar daca impunem conditฬงia
๐ = 0, ceea ce conduce in final la ๐ (๐) =1
๐2.
In concluzie, solutฬงia ecuatฬงiei este functฬงia original
๐ฅ (๐ก) = โโ1 [๐(๐)] (๐ก) = ๐ก
Probleme propuse
Problema 1. Aflati transformata Laplace a urmatoarelor functii
i) ๐(๐ก) = ๐โ3๐ก cos(2๐ก)
ii) ๐(๐ก) = cos(2๐กโ 3)
iii) ๐(๐ก) = sin ๐ก cos(3๐ก)
iv) ๐(๐ก) = ๐ก3 sinh(2๐ก)
Problema 2. Gasiti functia original pentru urmatoarele transformari:
i) ๐น (๐) =1
๐3 โ 5๐2 + 6๐
ii) ๐น (๐) =7๐2 โ 2๐
(๐2 + 4)(๐2 โ 9)
Problema 3. Rezolvati problema Cauchyโงโชโชโชโจโชโชโชโฉ๐ฅโฒโฒ โ ๐ฅโฒ โ 6๐ฅ = 0
๐ฅ (0) = 0
๐ฅโฒ (0) = โ1
,
folosind tehnica transformarii Laplace.
20
Problema 4. Rezolvati ecuatia ๐ฅโฒโฒโฒ + 2๐ฅโฒโฒ + 2๐ฅโฒ + ๐ฅ = 1, cu datele initiale๐ฅ (0) = ๐ฅโฒ (0) = ๐ฅโฒโฒ (0) = 0.
Problema 5. Rezolvati sistemul de ecuatii diferentialeโงโจโฉ ๐ฅโฒ + 4๐ฅ + 4๐ฆ = 0, ๐ฅ (0) = 3๐ฆโฒ + 2๐ฅ + 6๐ฆ = 0, ๐ฆ (0) = 15 .
Problema 6. Rezolvati ecuatia integrala
๐ฅโฒ (๐ก) =
๐กโซ๏ธ0
๐ฅ (๐ข) cos (๐กโ ๐ข) ๐๐ข, cu ๐ฅ (0) = 1.
Problema 7. Rezolvati problema Cauchyโงโชโชโชโจโชโชโชโฉ๐ก๐ฅโฒโฒ + ๐ฅโฒ + ๐ฅ = 0
๐ฅ (0) = 1
๐ฅโฒ (0) = โ1
,
folosind transformata Laplace.
21
22
Bibliografie
[1] M. Wickert. Signals and Systems for Dummies, Wiley&Sons, 2013.
[2] P. Cuff. ELE 201: Information Signals, Princeton University, SpringSemester, 2016-2017.
[3] Signal Processing stackexchange https://dsp.stackexchange.com/
[4] R. Negrea. Note de curs MS, 2020.
[5] C. Hedrea. Fise de seminar MS, 2015.
[6] O. Lipovan. Analiza Matematica: Calcul integral, Ed. Politehnica, 2007.
6 Transformari integrale