复变函数与积分变换修订版复旦大学课后的习题答案.docx
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复变函数与积分变换修订版复旦大学课后的习题答案
习题七
1.证明:
如果f(t)满足傅里叶变换的条件,当f(t)为奇函数时,则有
其中
当f(t)为偶函数时,则有
其中
证明:
因为其中为f(t)的傅里叶变换
当f(t)为奇函数时,为奇函数,从而
为偶函数,从而
故有
为奇数。
=
所以,当f(t)为奇函数时,有
同理,当f(t)为偶函数时,有
.其中
2.在上一题中,设.计算的值.
解:
3.计算函数.
解:
4.求下列函数的傅里叶变换
解:
(2)
解:
因为
所以根据傅里叶变换的微分性质可得
(3)
解:
(4)
解:
令,则在上半平面有两个一级极点.
故.
(5)
解:
同(4).利用留数在积分中的应用,令
则
.
5.设函数F(t)是解析函数,而且在带形区域内有界.定义函数为
证明当时,有
对所有的实数t成立.
(书上有推理过程)
6.求符号函数的傅里叶变换.
解:
因为把函数.
不难看出
故:
7.已知函数的傅里叶变换求
解:
8.设函数f(t)的傅里叶变换,a为一常数.证明
当a>0时,令u=at.则
当a<0时,令u=at,则.
故原命题成立.
9.设证明
.
证明:
10.设,证明:
以及
证明:
同理:
11.设
计算.
解:
当时,若则故
=0.
若则
若
则
故
12.设为单位阶跃函数,求下列函数的傅里叶变换.
习题八
1.求下列函数的拉普拉斯变换.
(1),
(2),(3)
(4),(5)
解:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
2.求下列函数的拉普拉斯变换.
(1)
(2)
解:
(1)
(2)
3.设函数,其中函数为阶跃函数,求的拉普拉斯变换.
解:
4.求图8.5所表示的周期函数的拉普拉斯变换
解:
5.求下列函数的拉普拉斯变换.
(1)
(2)
(3)(4)
(5
(6
(7)(8)
解:
(1)
(2)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
6.记,对常数,若
,证明
证明:
7记,证明:
证明:
当n=1时,
所以,当n=1时,显然成立。
假设,当n=k-1时,有
现证当n=k时
8.记,如果a为常数,证明:
证明:
设,由定义
9.记,证明:
即
证明:
10.计算下列函数的卷积
(1)
(2)
(3)(4)
(5)(6
解:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
11.设函数f,g,h均满足当t<0时恒为零,证明
以及
证明:
12.利用卷积定理证明
证明:
设,则
,则
,所以
13.求下列函数的拉普拉斯逆变换.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6
解:
(1)
(2)
(3
故
(4)
因为
所以
(5)
其中
所以
(6)
所以
14.利用卷积定理证明
证明:
又因为
所以,根据卷积定理
15.利用卷积定理证明
证明:
因为
所以,根据卷积定理有
16.求下列函数的拉普拉斯逆变换.
(1)
(2)
(3)
(4)
解:
(1)
故
(2):
(3)
故
(4)
故
且
所以
17.求下列微分方程的解
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
解:
(1)设
方程两边取拉氏变换,得
为Y(s)的三个一级极点,则
(2)方程两边同时取拉氏变换,得
(3)方程两边取拉氏变换,得
因为由拉氏变换的微分性质知,若L[f(t)]=F(s),则
即
因为
所以
故有
(4)方程两边取拉氏变换,设L[y(t)]=Y(s),得
故
(5)设L[y(t)]=Y(s),则
方程两边取拉氏变换,,得
故
18.求下列微分方程组的解
(1)
(2)
解:
(1)设
微分方程组两式的两边同时取拉氏变换,得
得
(2)代入
(1),得
(3)代入
(1),得
(2)设
方程两边取拉氏变换,得
(3)代入
(1):
所以
故
19.求下列方程的解
(1)
(2)
解:
(1)设L[x(t)]=X(s),方程两边取拉氏变换,得
(2)设L[y(t)]=Y(s),方程两边取拉氏变换,得
(注:
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