Mathe 3 MST Lösungen zu Blatt 9 Laplace-Transformation Prof.Dr.B.Grabowski
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- Christian Braun
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1 Mh MST Löungn zu l 9 Lplc-Trnformion Prof.Dr..Grbowki Zu ufgb Ermiln Si di Löung d folgndn nfngwrproblm mil Lplc- Trnformion:, Trnformirn Si dzu di gm Glichung mil Diffrniionz in dn ildbrich, Lön Si di Glichung im ildbrich und rnformirn Si d Ergbni zurück in dn Zibrich! Löung:, L -. Tbll,., D.h., Löung dr Dgl i, Prob:,. ', ' '. Dfür di di DGl offnichlich rfüll:, Zu ufgb immn Si durch PZ di Urbildfunkion zu b Zu nz: immung dr Koffizinn:
2 Wir zn vrchidn -Wr m bn di Nulllln d Nnnr in: : -: Dru folg: Rückrnformion mi Hilf dr Tbll : f Zu b nz: immung dr Koffizinn: Wir zn vrchidn -Wr m bn di Nulllln d Nnnr in: : : Dru folg: Rückrnformion mi Hilf dr Tbll : f Zu ufgb iz in Polnom zwi rll Nulllln und, o knn mn in Linrfkorn zrlgn:. rchnn Si nun di Urbildfunkionn zu folgndn unkionn mil Linrfkorzrlgung und Prilbruchzrlgung! c b
3 Zu Linrfkorzrlgung d Nnnr: / Dru folg: und f Zu b Linrfkorzrlgung d Nnnr: / doppl Dru folg: und Prilbruchzrlgung: : : -->, - Rückrnformion mil Tbll : f Zu c Linrfkorzrlgung d Nnnr: 9 / Dru folg: Prilbruchzrlgung: -:
4 -: - -->, - Rückrnformion mil Tbll : f Zu ufgb D Nnnrpolnom knn mhr l rll Nulllln bizn. Tri in rll Nullll im Nnnr k-fch uf, o rhln wir dn Linrfkor - k im Nnnr. Dr nz dr Prilbrüch für in L im Nnnr dr Gl - k i k-fch rll Nullll i : k... k rchnn Si di Urbildfunkionn zu folgndn unkionn mil Prilbruchzrlgung! 8 8 Löung:. Schri: Nulllln d Nnnr bimmn: durch Probirn,, -. Schri: nz für di Prilbrüch: C. Schri: immung dr Koffizinn,,C dr Prilbrüch: Wir muliplizirn di Glichung mi dm Hupnnnr von und zn di Nulllln,- und in. Wir rhln in GS mi Glichungn für,,c. Wir lön di GS durch dn Gu chn lgorihmu und rhln:,, C-.Schri: Rückrnformion Durch Rückrnformion dr inzlnn Prilbrüch rgib ich d Ergbni: f L { } Zu ufgb Ein Nnnrpolnom knn uch komplx Nulllln bizn. Ein Pr konjugir komplxr Nulllln, * mi jb lifr l Produk dr Linrfkorn in Polnom. Ordnung dr folgndn Gl: --* - b
5 Dr nz dr Prilbrüch für in olch Produk im Nnnr i: b rchnn Si di Urbildfunkionn zur unkionn mil Prilbruchzrlgung! Dr Nnnr h in rll und in Pr konjugir komplxr Nulllln. --> nz für di Prilbrüch: rchnung dr Koffizinn: C C C Wir zn in di Glichung vrchidn Wr für in,,, -: : - C : - : C und rhln nch Löung d Glichungm: /, -,9, C - Dru rgib ich:,,9 Rückrfo:. Summnd:, L f,
6 . Summnd: Qudrich Ergänzung d Nnnr:,9,9,9, f,9 co, in Dmi rgib ich d Ergbni:,,9 f,,9 co,in Zu ufgb Lön Si folgnd Diffrnilglichungn mil Lplc-Trnformion nch dr unbknnn unkion, di di nggbn nfngbdingung rfüll, uf! - : b :, c :, Zu - : Lplc-Trfo : Lön dr Glichung im ildbrich: Rückrfo durch PZ ih ufgb c Löung dr Diffrnilglichung
7 Zu b :, Lplc-Trfo : ' Lön dr Glichung im ildbrich: Rückrfo durch PZ:, Löung dr Diffrnilglichung Zu c :, Lplc-Trfo : ' Lön dr Glichung im ildbrich: Di Nulllln d Nnnr ind nich rll. Dhlb gh di Rückrfo nich mil PZ, ondrn durch qudrich Ergänzung d Nnnr: Di Rüchrfo ln wir u Tbll b: in, Zu ufgb rchnn Si di Löung x folgndr Diffrnilglichung mil Lplc-Trnformion! x x x x ' '' nfngbdingung:
8 . Schri: Wir rnformirn di Diffrnilglichung durch LT in dn ildbrich:. Schri: Wir lön di Glichung * nch uf. Wgn rgib ich:.schri: Wir rnformirn zurück in dn Urbildbrich. Dzu vrwndn wir hir di PZ. Nulllln d Nnnr: - infch und - doppl rchnung von,,c: Einzn dr Wr -, -, rgib d Glichungm: Di Löung i, C -. Dru folg: Rückrnformion: 8
9 Prob: Mn brchn x und x und übrprüf, ob di Diffrnilglichung für unr x, x und x rfüll i. Zu ufgb 8 In inm RL-Sromkri mi inm Ohmchn Widrnd R und inr Indukiviä L gnüg di Sromärk ii inr linrn Diffrnilglichung. Ordnung: di L Ri u d Dbi i uu di von ußn nglg Spnnung. immn Si mil LT unr dr nfngbdingung i dn zilichn Vrluf dr Sromärk ii bi konnr Spnnung u con. uo Skizzirn Si di Löung i in ufgb in inm Koordinnm! Löung: di Lplc-Trnformion dr Dgl. L Ri u i in dn ildbrich: d u LI-i RI. Wgn i rgib ich di Glichung: u LI RI uflön dir Glichung nch I: uo uo I L R L R / L Rückrnformion übr PZ odr lung rgib di Löung dr Dgl.: R u o L i R Skizz: 9
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