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拉普拉斯变换的基本性质

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拉普拉斯变换的基本性质

    

    拉普拉斯变换的性质很多,本节只介绍线性电路复频域分析中常用的几个基本性质。

    1.线性性质

    若L[f1(t)] =F1(s),L[f2(t)] =F2(s),a和b为两个任意常数,则有

    即若干个原函数的线性组合的象函数,等于各原函数的象函数的线性组合。这一性质可利用拉普拉斯变换定义式(7-4)直接得到证明。

    例7-1 利用线性性质求sinωt和cosωt的象函数。

    解 因为

    

    则

    

    同理可得

    

    2.微分定理

    若L[f(t)]=F(s),则

    

    即时域中求导运算,对应于复频域中乘以s的运算,并减去原始值f(0-)。

    应用分部积分法可得

    

    由于是函数可进行拉普拉斯变换的条件,故有

    

    证毕。

    微分定理推广至求原函数的二阶及二阶以上导数的象函数,即为

    

    例7-2 已知L[δ(t)]=1,求δ(t)各阶导数的象函数。

    解 由微分定理,可得δ(t)各阶导数的象函数为

    

    3.积分定理

    若L[f (t)] =F(s),则

    

    积分定理表明,时域中由0-到t的积分运算对应于复频域中除以s的运算。

    由于t → ∞时,e-st→0;而t=0-时,,所以

    

    证毕。

    例7-3 利用积分定理求的象函数。

    解 因为

    

    所以,由积分定理,有

    

    4.时域位移定理

    若L[f(t)] =F(s),函数f(t)推迟t0出现而成为f(t-t0)ε(t-t0 ),则

    

    上式中因为t < t0时,ε(t-t0)=0,故把积分下限由0-换成 。令t′=tt-0,则t=t′+t0,dt=dt′,并且当t = 时,t′=0-。所以

    

    证毕。

    例7-4 已知电压u(t)的波形如图7-1所示,求电压u(t)的象函数。

    解 根据图7-1,写出电压u(t)的函数表达式

    

    则根据线性性质和时域位移定理,得

    

    

图7-1 电压波形

    5.复频域位移定理

    若L[f(t)]=F(s),则

    

    证毕。

    例7-5 求函数e-at sinωt和e-atcosωt的象函数

    解 由例7-1知。根据复频域位移定理得

    

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