Laplace transformatie (1) - e^(-t) cos²t ...

Moderators: dirkwb, Xilvo

Reageer
Berichten: 7

Laplace transformatie (1) - e^(-t) cos

Beste,

Tijdens het maken van oefeningen op laplace transformatie zit ik toch vaak vast.

De meeste regels ken/kan ik wel maar ik zie waarschijnlijk niet vaak de juist volgorde of connectie met de oefening.

Oefeningen:

1)
\(e^{-6t}ch(t)\)
Aangezien er geen standaard regel is voor e..ch, wel voor e..sin of e..cos denk ik dan dat die e staat voor de verschuiving in s-gebied, en dan gewoon . de F(ch(f)).

Dus dat wordt dan:
\({{s}\over{s^2 - 1}}+ 6\)
Na op gelijke noemer zetten etc kom ik dan op:
\({{6s^3 - 6s}\over{s^2 - 1}}\)
De juiste oplossing is (ik heb een blad die gewoon de oplossingen toont):
\({{s + 6}\over{s^2 + 12s + 35}}\)
2)
\({{e^{-t}} . {cos^2t}}\)
Ik denk, de cos^nx regel toe te passen dus dan bekom ik:
\({{e^{-t}} . {{1 + cos2t}\over{2}}}\)
Waarbij e weer staat voor verschuiving in s-gebied, ik zet de
\(1\over2\)
even apart.
\({1\over2} . \left({{1}\over{s}} + {{s}\over{s^2 + 4}}\right) + 1\)
De termen met s op gelijke noemer zetten geeft:
\({1\over2} . \left({s^2 + 4 + s^2}\over{s^3 + 4s}}\right) + 1\)
Het product uitwerken geeft dan:
\({{{2s^2 + 4}\over{2s^3 + 8}} + 1\)
De juiste oplossing is:
\({s^2 + 2s + 3}\over{(s + 1) . (s^2 + 2s + 5)}\)
3)
\(t . sin4t\)
Volgens mij is dit de eigenschap van 'vermenigvuldigen met
\(t^n\)
' die dan het volgende zegt:
\(L(t^n . f(t)) = (-1)^n . {d^n\over{ds^n}} . F(s)\)
.

Dus dan bekom ik:
\(-1 . {d\over{ds}} . {{4}\over{s^2 + 16}} = -{{4}\over{(s^2 + 16)^2}}\)
De juiste oplossing is:
\({{8s}\over{(s^2 + 16)^2}}\)
---------------------

Dit zijn uiteraard niet de enige oefeningen die ik niet kan, maar moest ik de juiste manieren hebben voor deze zou ik de rest misschien "wel" kunnen...

Alvast bedankt.

Berichten: 7.068

Re: Laplace transformatie (1) - e^(-t) cos

1)
\(e^{-6t}ch(t)\)
'ch' is cosh? Ofwel:
\(\cosh(t) = \frac{e^{-t} + e^{t}}{2}\)
... denk ik dan dat die e staat voor de verschuiving in s-gebied, en dan gewoon . de F(ch(f)).

Dus dat wordt dan:
\({{s}\over{s^2 - 1}}+ 6\)
Nee, dat klopt niet. Het gaat fout bij de verschuiving. Kijk naar de definitie van Laplace transformaties:
\(F(s) = \int f(t) \cdot e^{-s t} dt\)
dus:
\(\int e^{-a t} \cdot f(t) \cdot e^{-s t} dt = \int f(t) \cdot e^{-(s+a) t} dt = F(s+a)\)
Dat is dus niet hetzelfde als \(F(s)+a\)

Dit is volgens mij ook wat je fout doet bij de tweede vraag. De derde vraag heb ik nog niet bekeken (en daar heb ik helaas geen tijd voor op dit moment).

Berichten: 7

Re: Laplace transformatie (1) - e^(-t) cos

Stom! Ok nu snap ik het al wat beter dan, dus je moet in dat geval elke instantie van s vervangen door s - a (of als a negatief is door s + a).

In het eerste geval is dat dan:
\({s}\over{s^2 - 1}\)
Nu alle "s" vervangen door "s + 6", dan bekom je het merkwaardig product:
\({s + 6}\over{(s + 6)^2 - 1}\)
Merkwaardig product uitwerken:
\({s + 6}\over{s^2 + 12s + 36 - 1}\)
En uiteraard die -1 toepassen... :
\({s + 6}\over{s^2 + 12s + 35}\)
Hoora!

Als ik de Euler formule gebruik lukt het wel niet... dan heb ik als noemer s² + w² ... maar dat zal wel weer aan mij liggen

Nu de 2de oefening dan proberen.

Berichten: 7

Re: Laplace transformatie (1) - e^(-t) cos

Voor de 2de oefening blijf ik toch vast zitten. Wat moet ik doen met die
\(1\over2\)
?

De oefening:
\({{e^{-t}} . {cos^2t}}\)
Ingevuld met
\(cos^2x\)
regel is dit dan :
\({{e^{-t}} . {{1 + cos2t}\over{2}}}\)
Dus het eerste deel wilt gewoon zeggen vervang "s" door "s + 1", ik focus mij dus gewoon op het cos gedeelte.

Maar moet dit dan dit worden:
\({{s}\over{2}} . {\left({{{1}\over{s}} + {{s}\over{s^2 + 4}}}\right)}\)
of
\({{1}\over{2}} . {\left({{{1}\over{s}} + {{s}\over{s^2 + 4}}}\right)}\)
of iets anders?

Berichten: 7.068

Re: Laplace transformatie (1) - e^(-t) cos

Kijk weer naar de definitie van Laplace transformaties:
\(F(s) = \int f(t) \cdot e^{-s t} dt\)
dus:
\(\int a \cdot f(t) \cdot e^{-s t} dt = a \int f(t) \cdot e^{-s t} dt = a \cdot F(s)\)
waarbij 'a' een constante is.

Berichten: 7

Re: Laplace transformatie (1) - e^(-t) cos

Bedankt, dan is de oplossing de volgende:
\({{1}\over{2}} . \left({{{1}\over{s}} + {{s}\over{s^2 + 4}}}\right)\)
Ik vul "s" in als "s + 1":
\({{1}\over{2}} . \left({{{1}\over{s + 1}} + {{s + 1}\over{(s + 1)^2 + 4}}}\right)\)
Los het merkwaardig product op:
\({{1}\over{2}} . \left({{{1}\over{s + 1}} + {{s + 1}\over{s^2 + 2s + 5}}}\right)\)
Zet op gelijke noemer:
\({{1}\over{2}} . \left({{(s + 1)^2 + s^2 + 2s + 1}\over{(s + 1) . (s^2 + 2s + 5)}}}\right)\)
Los weer het merkwaardig product op:
\({{1}\over{2}} . \left({{s^2 + 2s + 1 + s^2 + 2s + 1}\over{(s + 1) . (s^2 + 2s + 5)}}}\right)\)
Er staat in de teller 2 keer hetzelfde, door de deling kan ik deze wegdelen:
\({{s^2 + 2s + 1}\over{(s + 1) . (s^2 + 2s + 5)}}}\)
Maar dat komt dus niet uit... de oplossing zegt dat het + 3 moet zijn ipv +1 (in de teller).

Berichten: 7.068

Re: Laplace transformatie (1) - e^(-t) cos

wilwelmakanni schreef:Zet op gelijke noemer:

<blockquote>
\({{1}\over{2}} . \left({{(s + 1)^2 + s^2 + 2s + 1}\over{(s + 1) . (s^2 + 2s + 5)}}}\right)\)
Hier pas je de kettingregel niet goed toe.

Berichten: 7

Re: Laplace transformatie (1) - e^(-t) cos

Juist!

Ik vertrek dus van:
\({{1}\over{2}} . \left({{{1}\over{s + 1}} + {{s + 1}\over{s^2 + 2s + 5}}}\right)\)
Op gelijke noemer zetten:
\({{1}\over{2}} . \left({{(s + 1)^2 + s^2 + 2s + 5}\over{s^2 + 2s + 5}}}\right)\)
Merkwaardig product uitwerken:
\({{1}\over{2}} . \left({{2s^2 + 4s + 6}\over{s^2 + 2s + 5}}}\right)\)
Product uitwerken:
\({{1}\over{2}} . \left({{s^2 + 2s + 3}\over{s^2 + 2s + 5}}}\right)\)
Voor die 3de als ik dan ketting regel toepas moet ik nog met 2s vermenigvuldigen.
\(-1 . {d\over{ds}} . {{4}\over{s^2 + 16}} = -{{4 . 2s}\over{(s^2 + 16)^2}} = -{{8s}\over{(s^2 + 16)^2}}\)
Het enige probleem is nu dat dit negatief is terwijl de oplossing positief is...

Bedankt voor de moeite!

Berichten: 7.068

Re: Laplace transformatie (1) - e^(-t) cos

wilwelmakanni schreef:
\(-1 . {d\over{ds}} . {{4}\over{s^2 + 16}} = -{{4 . 2s}\over{(s^2 + 16)^2}} = -{{8s}\over{(s^2 + 16)^2}}\)
Het enige probleem is nu dat dit negatief is terwijl de oplossing positief is...
De afgeleide mist een minteken... met de vermenigvuldiging met -1 kom je dan tot het juiste antwoord.

Reageer