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Forum "Laplace-Transformation" - Bildfunktion
Bildfunktion < Laplace-Transformation < Transformationen < Analysis < Hochschule < Mathe < Vorhilfe
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Bildfunktion: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:15 So 15.06.2008
Autor: Owen

Aufgabe
Bestimmen Sie mit Hilfe der Definitionsgleichung der Laplace-Transformation die Bildfunktion der folgenden Originalfunktion:
f(t)=cos(w*t)

Hallo Leute,
ich bin so vorgegangen
L{f(t)}= [mm] F(s)=\integral_{0}^{\infty}{cos(w*t)*e^{-s*t}} [/mm] dt

Nun muss ich das Integral berechnen, und hier stoße ich an mein Problem:

[mm] \integral_{}^{}{u(x)*v'(x) dx}=u(x)*v(x)-\integral_{}^{}{u'(x)*v(x) dx} [/mm]

[mm] u(x)=e^{-s*t} \to u'(x)=-s*e^{-s*t} [/mm]
v'(x)=cos (w*t)  [mm] \to v(x)=\bruch{sin(w*t)}{t} [/mm]

[mm] \integral_{}^{}{cos(w*t)*e^{-s*t} dt}=-cos(w*t)*e^{-s*t}-\integral_{}^{}{-e^{-s*t}*\bruch{sin(w*t)}{w} dt} [/mm]

Leider hat mich das hier nicht sehr weit gebracht, wie sollte ich am besten vorgehen?

        
Bezug
Bildfunktion: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 23:40 So 15.06.2008
Autor: Tyskie84

Hi,

> Bestimmen Sie mit Hilfe der Definitionsgleichung der
> Laplace-Transformation die Bildfunktion der folgenden
> Originalfunktion:
>  f(t)=cos(w*t)
>  Hallo Leute,
>  ich bin so vorgegangen
>  L{f(t)}= [mm]F(s)=\integral_{0}^{\infty}{cos(w*t)*e^{-s*t}}[/mm]
> dt
>  
> Nun muss ich das Integral berechnen, und hier stoße ich an
> mein Problem:
>  
> [mm]\integral_{}^{}{u(x)*v'(x) dx}=u(x)*v(x)-\integral_{}^{}{u'(x)*v(x) dx}[/mm]
>  
> [mm]u(x)=e^{-s*t} \to u'(x)=-s*e^{-s*t}[/mm]
> v'(x)=cos (w*t)  [mm]\to v(x)=\bruch{sin(w*t)}{t}[/mm]
>  
> [mm]\integral_{}^{}{cos(w*t)*e^{-s*t} dt}=-cos(w*t)*e^{-s*t}-\integral_{}^{}{-e^{-s*t}*\bruch{sin(w*t)}{w} dt}[/mm]
>  
> Leider hat mich das hier nicht sehr weit gebracht, wie
> sollte ich am besten vorgehen?

Es gibt da eine Rekursionsformel zur Berechnung deines Integral. Sie lautet:

[mm] \integral_{}^{}{cos(a\cdot\\x)\cdot\\e^{b\cdot\\x} dx}=\bruch{e^{bx}(b\cdot\\cos(ax)+a\cdot\\sin(ax))}{a^{2}+b^{2}} [/mm]


Nun zu deiner Vorgehensweise: Du hast die partielle Integration richtig aufgeschrieben aber falsch angewendet.

Es muss heissen: [mm] \integral_{}^{}{cos(wt)\cdot\\e^{-st} dt}=e^{-st}\cdot\bruch{sin(wt)}{t}-\integral_{}^{}{-s\cdot\\e^{-st}\cdot\\cos(wt) dt} [/mm]

[hut] Gruß

Bezug
                
Bezug
Bildfunktion: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 23:46 So 15.06.2008
Autor: Owen

Hallo,
stimmt, das habe ich falsch gemacht, danke für den Hinweis.

Bezug
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