Дискретні перетворення і їх основні властивості, сторінка 3

Теорема зсуву є теоремою двоїстості для теореми зсуву. У цих теоремах операції в області оригіналів та зображень помінялися місцями.

Приклад 3. Знайдемо зображення гратчастої функції f [n] = e l n sh an

Скориставшись зображенням sh an, отримуємо на підставі теореми зміщення:

Теорема 3. Зображення різниць.

Для першої різниці гратчастої функції

на підставі теорем лінійності і зсуву отримуємо

D = (e q - 1) F * (q) - e q f [0] (3.15)

Для другої різниці гратчастої функції

Δ 2 f [n] = Δf [n + 1] - Δf [n]

На підставі теореми зсуву і співвідношення (3.15) після перетворення отримуємо

D = (e q - 1) 2 F * (q) - e q (e q -1) f [0] - e q Δf [0] (3.16)

Для k-ой різниці гратчастої функції виходить такий вираз:

D<Δ k f[n]> = (E q - 1) k F * (q) + e q Σ (e q - 1) k -1- r Δ r f [0] (3.17) r = 1

Тут потрібно вважати Δ 0 f [0] = f [0].

Приклад 4. Знайдемо зображення першої різниці експоненційної гратчастої функції f [n] = e a n. За формулою (3.15) отримуємо:

e q - e a e q - e a

Теорема 4. Зображення суми

Розглянемо функцію, що визначає суму гратчастої функції:

Зображення різниці функції f [n] відповідно до попередньої теоремою одно:

так як значення суми при n = 0 дорівнює нулю. Отже, зображення від суми гратчастої функції f [m] визначається як

Приклад 5. Знайдемо оригінал, відповідний зображенню

Дискретні перетворення і їх основні властивості, сторінка 3

Мал. 3.4. Гратчаста функція в прикладі 5.

Приклади застосування теорем про зображення різниць і сум показують, що множник (е q - 1) в дискретному перетворенні Лапласа грає роль параметра преобразованіяqіліsв звичайному перетворенні Лапласа, і встановлюють зв'язок формального операторного методу в теорії різницевих рівнянь з дискретним перетворенням Лапласа.

Ці властивості поряд з теоремою зсуву лежать в основі методу вирішення лінійних різницевих рівнянь.

Теорема 5. Множення зображень (теорема згортання у речовій області).

Ця теорема є однією з найбільш важливих для додатків теорем. Вона дає можливість знайти оригінал твору зображень, якщо відомі оригінали сомножителей.

Провівши множення рядів в правій частині рівності при Re q> sc. де sc - найбільша з абсцис збіжності, отримаємо:

так як при n

Згідно з визначенням D-перетворення отримуємо

Ці формули називаються формулами згортання у речовій області.

Теорема 6. Кінцеве значення гратчастої функції (теорема про кінцевий значенні). Теорема встановлює співвідношення між зображенням і кінцевим значенням гратчастої функції.

Для несмещенной гратчастої функції справедливо наступне співвідношення:

lim f [n] = lim (e q - 1) F * (q). (3.20)

аналогічно для зміщеною гратчастої функції:

lim f [n, e] = lim (e q - 1) F * (q, e). (3.21)

Теорема 7. Початкове значення гратчастої функції (теорема про початковому значенні).

Для несмещенной гратчастої функції справедливо наступне співвідношення:

f [0] = lim f [n] = lim (1 - e -q) F * (q) = lim F * (q), (3.22)

аналогічне співвідношення для зміщеною гратчастої функції:

Схожі статті