- 締切済み
留数定理を使って 1/√sのラプラス逆変換を求めよ
- みんなの回答 (1)
- 専門家の回答
みんなの回答
- Ae610
- ベストアンサー率25% (385/1500)
invL{1/√s} =1/(2πi)∫[ξ-i∞,ξ+i∞]{e^(st)/√s}ds 積分路を以下の様に取る c1:[ξ-iR,ξ+iR] c2:実軸と平行に[ξ+iR→iR]および[-iR→ξ-iR] c3:原点を中心として半径Rの円上を[iR→-R]および[-R→-iR] c4:実軸(-R,-ε)および原点の周りを半径εで一週させて(-ε,-R)としてε→0にする R→∞にして各積分路において計算を実行 上記積分路で考えれば正則になるのでコーシーの積分定理が使えると思う。 c1がR→∞としたときブロムウィッチ積分路の表現式となる c2,c3が各各打ち消し合う あとはc4を計算するが、Γ関数の積分表示に関する公式を利用するすることになると思う。
関連するQ&A
- 逆ラプラスの計算について
はじめまして。大学での課題について苦戦しています。逆ラプラス変換を、 ブロムウィッチ積分をすることで求める問題です。 (1)L^-1{(s+5)/(s^2+2s+2)} (2)L^-1{1/(s^3-6s^2+11s-6)} 普通に部分分数分解をして変換表を使うのならわかるのですが、 ブロムウィッチ積分で…ってのがわかりません。 調べた範囲では留数計算を行うみたいなのですが、 行き詰ってしまったのでご教授願います。 面倒な問題とは思いますが、宜しくお願いします。
- 締切済み
- 数学・算数
- ラプラス変換 収束域
ある関数をラプラス変換し、その結果がG(s)、収束域が Re(s) > 0だったとします。 次にG(s)をラプラス逆変換して元の関数を計算するため、ブロムウィッチ積分を計算します。 ここで留数定理を使うため、+j∞から左周りに大きな円弧を描いて、-j∞に至る積分経路を考えたりしますが、この経路の大部分はRe(s) < 0となり、そもそもG(s)が定義されていない領域です。 従って、このような積分路は計算不能と思います。 しかし、多くの教科書でこのような計算が説明されています。この計算は、なぜ妥当なのでしょうか?
- ベストアンサー
- 数学・算数
- ラプラス逆変換について
ラプラス逆変換の式の定義が 1 ----∫F(s)e^st ds で与えられることは分かりました 2πi 実際にこれを計算するときには留数定理を使って もとの形f(t)になっていることもわかりました しかし何故この式がF(s)→f(t)に戻せる変換なのか分かりません 普段はラプラス変換表などから ラプラス逆変換を求めるためあまり使わないと思うのですが この式はどういう意味をもったものなのでしょうか
- ベストアンサー
- 数学・算数
- ブロムウィッチ積分による逆ラプラス変換
F(s)=1/(√s+c) の逆ラプラス変換をブロムウィッチ積分 f(t)=L^(-1)F(s)={1/(2πi)}∫[c-ip→c+ip]F(s)e^(st)ds (t>0) を用いて解く問題が分かりません。分岐点がどこかから躓いてます。 √s=-cなので、√s=√x(cosθ+i・sinθ)よりθ=-π,x=c^2とすればよいでしょうか。 その場合、積分路の取り方と、計算方法をご教示頂けると助かります。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 留数が上手く求まりません
積分 ∫(x^2)dx/(x^4+1) [-∞→∞] の値を求めたいのですが、上半面にz=e^(πi/4),e^(3πi/4)に1位の極を持つので、留数定理より積分値を求めようとしました。しかし、どうも上手く行かず両方とも留数がゼロになってしまいます。答えは(√2・π)/2なのですが、模範解答が省略されていて、何がいけないのかが全く分からないでいます。留数を求める途中の計算過程を教えて欲しいです。それとも私の極の求め方などが既に間違っているのでしょうか?
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 逆ラプラス変換を教えてください。
(s+1)/[(2s+1)^2] の逆ラプラス変換の求め方を教えてください。 ラプラス変換の表を見てもわかりませんでした。。 答えは1/8e^(t/2)(2+3t)です。 回答よろしくお願いします。
- 締切済み
- 数学・算数
- 留数定理について質問です。
留数定理について質問です。 次のような問題が出題されました。 「Fourier積分を利用し微分方程式の主要解を求めよ。 (d^2/dx^2)G+κ^2G=-δ(x-ξ)」 解答の詳細は省略しますが G=(1/2π)∫dk{exp[ik(x-ξ)]}/(k^2-κ^2) の積分を[-∞,∞]で計算することに帰着します。(これまでのところで、δはδ関数、iは虚数単位です。) これをkの複素平面上で留数定理を用いて計算するという定石的なやり方なのですが、積分路の取り方としてx-ξ>0なら虚軸が正の半円+実軸上、x-ξ<0なら虚軸が負の半円+実軸上というループを採用します。極が実軸上にあるのでx-ξ>0の場合のループではk=κのみをループ内に含むように、x-ξ<0の場合はk=-κのみを含むように選ぶと Res(κ)=exp[iκ(x-ξ)]/(2κ)より x-ξ>0のときG=i{exp[iκ(x-ξ)]}/(2κ) とあります。ここまではいいのですがx-ξ<0の場合、 「同様に、G=i{exp[-iκ(x-ξ)]}/(2κ) (x-ξ<0)」 となっています。自分の計算ではG=-i{exp[-iκ(x-ξ)]}/(2κ)となるのですが、何故合わないのか分かりません。留数の公式に当てはめるとexpの肩と全体の符号が極の選び方で逆になるように思うのですが、解答では全体の符号が変化していないように思います。 x-ξ<0の場合の計算の詳細を教えていただけないでしょうか?
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 逆ラプラスの問題です。
逆ラプラスの問題です。 F(s)=1/(s^3+s^2+s) 分母がs+1とs^2+2s+5に分けて解いたんですが、 留数定理を使うとどのような解き方になるのでしょうか? F(s)=(5s+3)/((s+1)(s^2+2s+5)) 部分分数分解を用いて解くと答えが 1/2(e^-t - (e^-t)cos2t +2(e^-t)sin2t) になりました。 答えは合ってますか? こちらも留数定理を使うとどのような解き方になるのでしょうか? よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 数学・算数
お礼
何故1/√(πx)になるのでしょうか?