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6.2 拉普拉斯变换的应用 数理方程课件
§ 拉普拉斯变换的应用 41 拉普拉斯变换的应用 求解常微分方程(组)的初值问题 例 ′′ ′ −t (1) y (t) + 2y (t) + y (t) = 4e , t 0, ′ y (0) = 2, y (0) = −1 ′′ 2x (t) + 6x(t − 2y (t) = 0, t 0, (2) y′′ (t) + 2y (t) − 2x(t) = 40 sin 3t, t 0, ′ ′ x(0) = x (0) = y (0) = y (0) = 0 解 ( )设L [y (t)] = Y (s)。对方程两边取拉普拉斯变换,由线性性质和微分性质,有 4 2 ′ s y (s) − sy (0) − y (0) + 2[sY (s) − y (0)] + Y (s) = . s + 1 将初始条件代入上式,得 4 2 s y (s) + 2sY (s) + Y (s) = + 2s + 3. s + 1 解得 4 1 2 Y (s) = 3 + 2 + . (s + 1) (s + 1) s + 1 对上式取逆变换并查表,得原初始问题的解为 2 1 1 −1 −1 −1 −1 2 −t −t −t y (t) = L [Y (s)] = 2L [ 3 ] + L [ 2 ] + 2L [ ] = 2t e + te + 2e (s + 1) (s + 1) s + 1
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