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证明拉普拉斯变换的相似性定理

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IP属地:上海1楼2023-06-07 07:09回复
    拉普拉斯变换的相似性定理是指:若 $f(t)$ 的拉普拉斯变换为 $F(s)$,则 $e^{at}f(t)$ 的拉普拉斯变换为 $F(s-a)$。下面给出它的简要证明过程。根据拉普拉斯变换的定义,有:$$F(s) = \int_0^{\infty} e^{-st} f(t) dt$$则 $e^{at}f(t)$ 的拉普拉斯变换为:$$\begin{aligned} \mathcal{L}{ e^{at}f(t) } &= \int_{0}^{\infty} e^{-st} e^{at}f(t)dt \ &= \int_{0}^{\infty} e^{-(s-a)t} f(t)dt \ &= F(s-a) \end{aligned}$$其中,第二步利用了指数函数的性质 $e^{a+b} = e^a e^b$,以及 $e^{-at}$ 的拉普拉斯变换为 $\frac{1}{s+a}$。因此,可以得到拉普拉斯变换的相似性定理:$$\mathcal{L}{e^{at}f(t)} = F(s-a)$$证毕。


    IP属地:上海2楼2023-06-07 07:37
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