次の初期値問題を解け。
ここで はディラックのデルタ関数を表す。
撃力があるのでラプラス変換を選ぶ。 右辺には が含まれているが、これは通常の方法で積分できる関数ではない。未定係数法も定数変化法も通用しない。ラプラス変換は撃力を普通の指数関数 に変えてしまうので、問題全体が代数の問題になる。
初期条件を織り込みながら両辺を変換する。 に 、 を入れ、標準の変換 と を使うと:
について解く。 左辺から をくくり出すと:
3つの項はそれぞれ別々に逆変換できる。 領域で計算する見返りがこれである。
厄介な第3項を部分分数分解する。 と置いて係数を比較すると 、、、、 が得られるので、
各項を逆変換する。 、、、および第2移動定理 を使うと:
整理して検算する。 なので、
確認すると 、 でどちらも正しい。 ではヘヴィサイド関数の項が効かず、 となって条件を満たす。 では撃力によって がちょうど だけ跳ぶ一方、 自身は連続のままである。これが大きさ の単位撃力の物理的な特徴である。
Need to solve a different problem like this? Open the solver →