حاسبة تحويل لابلاس

أدخل قيمك. تتحدّث الإجابة والحل المفصّل الكامل أثناء الكتابة.

النتيجة

F(s)6/(s + 2)³ + 20/(s² + 16) − 2(s + 1)/((s + 1)² + 9) + e−s·4/s
منطقة التقاربRe(s) > 0

أوجد تحويل لابلاس لدالة مكوّنة من حدود شائعة: قوى t والدوال الأسية وsin وcos (مع طور) وsinh وcosh ودوال الخطوة المزاحة u(t − c) والنبضات δ(t − c). تحوّل الحاسبة كل حدّ بالجدول القياسي ومبرهنتي الإزاحة، وتبيّن المدخلات التي استخدمتها، وتعطي F(s) مع منطقة تقاربها.

الحل خطوة بخطوة

حوّل كل حدّ

L{3t2·e−2t} → 6/(s + 2)³
L{5sin(4t)} → 20/(s² + 16)
L{−2e−t·cos(3t)} → −2(s + 1)/((s + 1)² + 9)
L{4u(t − 1)} → e−s·4/s

مدخلات الجدول المستخدمة

L{tneat} = n!/(s − a)n+1
L{eat sin ωt} = ω/((s − a)² + ω²)
L{eat cos ωt} = (s − a)/((s − a)² + ω²)
L{g(t)·u(t − c)} = e−cs·L{g(t + c)}

اجمع التحويلات (الخطية)

F(s) = 6/(s + 2)³ + 20/(s² + 16) − 2(s + 1)/((s + 1)² + 9) + e−s·4/s

كيف تجد تحويل لابلاس بالجدول

  1. قسّم f(t) إلى مجموع حدود؛ فتحويل لابلاس خطي.
  2. استخدم الأزواج الأساسية: L{tⁿ} = n!/sⁿ⁺¹ وL{sin ωt} = ω/(s² + ω²) وL{cos ωt} = s/(s² + ω²).
  3. الضرب في e^(at) يزيح s: L{e^(at) f(t)} = F(s − a).
  4. الحدّ المتأخر g(t)·u(t − c) يتحول إلى e^(−cs)·L{g(t + c)}.
  5. اجمع تحويلات الحدود؛ وتوجد F(s) عندما يكون Re(s) أكبر من أكبر أُس a.

أسئلة وأجوبة

كيف أكتب f(t)؟

مثلًا 3t^2 e^(-2t) + 5sin(4t) - 2e^(-t)cos(3t) + 4u(t-1). استخدم ^ للقوى، وe^(at) أو exp(at) للدوال الأسية، وu(t-c) للخطوة، وδ(t-c) أو delta(t-c) للنبضة. ويُسمح بالطور كما في sin(2t + 1).

ما الفرق بين t·u(t − 1) و(t − 1)·u(t − 1)؟

الثانية منحدر متأخر وتتحول إلى e^(−s)/s². أما الأولى فهي t·u(t − 1) = ((t − 1) + 1)·u(t − 1)، وتتحول إلى e^(−s)(1/s² + 1/s). وتعالج الحاسبة الاثنتين بكتابة g(t + c).

كيف تُحوَّل t·sin(ωt) وt·cos(ωt)؟

عبر L{tⁿ e^(jωt)} = n!/(s − jω)ⁿ⁺¹: الجزء التخيلي يعطي sin والجزء الحقيقي يعطي cos، مثلًا L{t sin ωt} = 2ωs/(s² + ω²)².

ما منطقة التقارب؟

قيم s التي يتقارب عندها تكامل التحويل: Re(s) أكبر من أكبر معدل نمو في f(t). وفي e^(3t) تكون Re(s) > 3.

هل يمكنني إدخال حاصل ضرب جيبين؟

ليس مباشرة. أعد كتابته أولًا بمتطابقة تحويل الضرب إلى جمع، مثلًا sin(at)·cos(bt) = ½[sin((a + b)t) + sin((a − b)t)].

تدرّب بنفسك

تدرّب على تحويلات لابلاس

الآلة الحاسبة تعطي الإجابة. أما في الامتحان فتحتاج إلى الطريقة: تدرّب عليها بمسائل جديدة وتلميحات وحلول مفصّلة.

</> تضمين

مجانًا للمعلمين والمدارس: الصق هذا الرمز في صفحة مقررك أو نظام إدارة التعلم أو موقعك. يمكن للطلاب استخدام الحاسبة وحلها خطوة بخطوة دون حساب.

مزيد من الآلات الحاسبة