Máy tính biến đổi Laplace

Biến đổi Laplace

Hãy dùng máy tính biến đổi Laplace này khi bạn cần nhanh một kết quả tra bảng cho những hàm số xuất hiện nhiều nhất trong phương trình vi phân, mạch điện và hệ thống điều khiển. Chọn một dạng chuẩn, đặt hệ số và tham số, rồi công cụ sẽ trả về biến đổi F(s), công thức tương ứng và điều kiện hội tụ.

Cách tính một biến đổi Laplace

  1. 1

    Chọn họ hàm số

    Chọn một mục hằng số, lũy thừa, hàm mũ, sin hoặc cos trong bảng biến đổi chuẩn.

  2. 2

    Nhập các tham số

    Đặt hệ số c, bậc n cho t^n, hoặc tham số a cho e^(at), sin(at) và cos(at).

  3. 3

    Đọc kết quả từ bảng

    Máy tính hiển thị f(t), F(s), công thức được dùng và miền hội tụ cơ bản cho mục đã chọn.

Bảng biến đổi Laplace chuẩn

Biến đổi Laplace viết lại một hàm số trong miền thời gian f(t) thành một hàm của biến tần số phức s:

F(s) = L{f(t)} = ∫[0,∞) e^(-st) f(t) dt

Máy tính này tập trung vào những mục tra bảng mà sinh viên và kỹ sư sử dụng liên tục:

Hàm số trong miền thời gian Biến đổi Laplace
1 1 / s
e^(at) 1 / (s - a)
t^n n! / s^(n+1)
sin(at) a / (s^2 + a^2)
cos(at) s / (s^2 + a^2)

Trường hệ số nhân với mục tra bảng đã chọn. Độ dịch tùy chọn b thêm một số hạng hằng vào hàm số, nên nó đóng góp b / s vào biến đổi.

Ví dụ có lời giải: biến đổi t^2

Với f(t) = t^2, hãy chọn dạng lũy thừa, đặt c = 1n = 2.

Quy tắc lũy thừa là:

L{t^n} = n! / s^(n+1)

Thay n = 2:

L{t^2} = 2! / s^3 = 2 / s^3

Đó là lý do ví dụ mặc định trả về F(s) = 2 / s^3.

Những lỗi thường gặp

  • Dùng sai tham số. Trong sin(at)cos(at), a là tần số góc bên trong hàm lượng giác, không phải một hệ số nhân bên ngoài.
  • Quên hệ số. 5t^2 biến đổi thành 10 / s^3, vì hệ số 5 nhân với 2! / s^3.
  • Coi công cụ như một CAS đầy đủ. Máy tính này áp dụng các quy tắc tra bảng đã chọn. Nó không rút gọn các biểu thức tùy ý như tích, tích chập hay hàm xác định từng khúc.
  • Bỏ qua sự hội tụ. Các biến đổi hàm mũ phụ thuộc vào phần thực của s; với e^(at), điều kiện cơ bản là s > a.

Câu hỏi thường gặp

Không. Đây là máy tính tra bảng và công thức cho hằng số, lũy thừa, hàm mũ cùng các số hạng sin và cos. Với đại số tùy ý, tích hay hàm xác định từng khúc, hãy dùng một hệ thống đại số máy tính đầy đủ hoặc áp dụng các tính chất của biến đổi Laplace bằng tay.

Chọn dạng sin, đặt hệ số bằng 1 và a bằng 3. Máy tính áp dụng L{sin(at)} = a / (s^2 + a^2), nên kết quả là 3 / (s^2 + 9).

Độ dịch cộng thêm b vào hàm số đã chọn. Vì L{b} = b / s, kết quả sẽ có thêm một số hạng b / s, trừ khi b bằng không.

Không có tệp nào được tải lên. Công cụ chỉ dùng các thiết lập số nhỏ được nhập trong biểu mẫu để hiển thị kết quả biến đổi trên trang.

Công cụ liên quan