求解一下这个逆拉普拉斯变换，如何10式逆变换为12

Question

如图中所示，如何由10求得12的逆拉普拉斯变换呢？求解一下，谢谢

Answer 1

参考gpt：
结合自己分析给你如下建议：
由于公式不好打 用图片的形式展现如下图：

Answer 2

https://reference.wolfram.com/language/ref/InverseLaplaceTransform.html.zh?source=footer

关于逆 Laplace 变换的一个注记 - 知乎 本文是想对自己在 @Seeker 的问题 s^{k}的拉普拉斯逆变换如何求取？ 下的回答进行一下简短的补充. 简单说来, 我们的问题是: 若使用 Laplace 变换的复反演理论[1], 即借助 Bromwich 型的围道积分[2], 如何说明 \mat… https://zhuanlan.zhihu.com/p/291039024

拉普拉斯变换与拉普拉斯逆变换的常用结论与经典公式_wh_STUDY的博客-CSDN博客 本文适合于工科课程不过于要求过程严谨、侧重应用的特点，且拉普拉斯变换与拉普拉斯逆变换适用于工科课程中的`信号与系统`、`复变函数与积分变换`、`电路理论`、`自动控制原理`以及`计算机控制原理`的基础部分，因此本文提供拉氏变换与拉氏逆变换的重要结论与定理。........._拉普拉斯变换 https://blog.csdn.net/wh_STUDY/article/details/126403817

Answer 3

拉普拉斯逆变换
可以参考下

拉普拉斯逆变换_-nightingale的博客-CSDN博客 拉普拉斯逆变换拉普拉斯逆变换一般出现在大题中，所以这是信号与系统中比较重要的知识点。_拉普拉斯逆变换 https://blog.csdn.net/nightingale_3/article/details/122441284

Answer 4

引用gpt作答
解决思路当涉及到复杂的函数时，部分分数分解和留数定理是常用的工具来求解逆拉普拉斯变换。以下是一个具体的例子，演示如何使用这些工具来求解逆拉普拉斯变换。

假设我们有一个拉普拉斯域函数 F(s) = \frac{1}{s(s+2)}，我们要计算其逆拉普拉斯变换。

首先，我们可以对 F(s) 进行部分分数分解，将其拆分为两个较简单的部分：
F(s) = \frac{A}{s} + \frac{B}{s+2}

通过找到 A 和 B 的值，我们可以将 F(s) 进一步简化为：
F(s) = \frac{A}{s} + \frac{B}{s+2} = \frac{1}{s(s+2)}

为了确定 A 和 B 的值，我们可以通过通分并比较系数的方法。将等式两边乘以 s(s+2)：
1 = A(s+2) + Bs

比较等式两边 s^2 的系数得到 A 的值：
0 = 2A，所以 A = 0

然后，比较等式两边 s 的系数得到 B 的值：
1 = 2B，所以 B = \frac{1}{2}

现在我们可以将 F(s) 重新写为：
F(s) = \frac{1}{2(s+2)}

接下来，我们需要找到这个简化后的函数的逆拉普拉斯变换。

可以使用留数定理来求解。根据留数定理，函数的逆拉普拉斯变换是由函数在其所有极点的留数所确定的。

在本例中，函数 F(s) = \frac{1}{2(s+2)} 有一个极点 s = -2。我们可以计算这个极点的留数（residue）。

留数的计算公式为：Res(F(s), s = -2) = \lim_{s \to -2} (s + 2) \cdot F(s)

代入函数 F(s) 的值，我们得到：
Res(F(s), s = -2) = \lim_{s \to -2} (s + 2) \cdot \frac{1}{2(s+2)} = \frac{1}{2}

因此，函数 F(s) = \frac{1}{2(s+2)} 的逆拉普拉斯变换是：
L^{-1}[F(s)] = \frac{1}{2} e^{-2t}

所以，我们通过使用部分分数分解和留数定理，可以求解函数 F(s) = \frac{1}{s(s+2)} 的逆拉普拉斯变换为：\frac{1}{2} e^{-2t}。

希望这个例子能够解释并演示部分分数分解和留数定理在求解逆拉普拉斯变换中的应用。如果您有任何其他问题，请随时提问。

Answer 5

结合GPT给出回答如下请题主参考
根据10式的表达式，我们可以将其重新写成一个比较常见的形式：

$$\mathcal{L}^{-1}{F(s)} = \int_{c - i\infty}^{c + i\infty} e^{st}F(s)ds$$

其中 $c$ 是一个大于所有奇点实部的数值，$F(s)$ 是拉普拉斯变换之后的表达式。对于10式，有：

$$f(t) = \mathcal{L}^{-1}{\frac{s}{s^2 + \omega^2}} = \int_{c - i\infty}^{c + i\infty} \frac{e^{st}s}{s^2 + \omega^2}ds$$

现在我们要求解的是12式的逆拉普拉斯变换，即：

$$g(t) = \mathcal{L}^{-1}{\frac{1}{s^2 + \omega^2}\cos(at)}$$

我们可以使用卷积定理来解决这个问题。具体来说，我们需要找到一个函数 $h(t)$，使得 $F(s) = \frac{s}{s^2 + \omega^2}$ 和 $G(s) = \frac{1}{s^2 + \omega^2}\cos(at)$ 的卷积等于 $H(s) = F(s)G(s)$：

$$h(t) = \mathcal{L}^{-1}{H(s)} = \mathcal{L}^{-1}{F(s)G(s)} = \frac{1}{2\pi j}\int_{c - i\infty}^{c + i\infty} \frac{s}{s^2 + \omega^2}\frac{1}{s^2 + \omega^2}e^{st}ds$$

这个积分可以用留数定理来计算。首先，我们需要找到 $F(s)$ 和 $G(s)$ 的所有奇点，它们都是复共轭的。在这个例子中，$F(s)$ 的奇点是 $s = \pm i\omega$，$G(s)$ 的奇点是 $s = \pm i\omega \pm ai$。我们可以将被积函数转化为：

$$h(t) = \frac{1}{2\pi j}\int_{-\infty}^{\infty} \frac{s}{(s + i\omega)(s - i\omega)(s + i\omega + ai)(s + i\omega - ai)}e^{st}ds$$

接下来，我们需要找到所有奇点中位于积分路径上的奇点，即 $s = -i\omega + ai$ 和 $s = -i\omega - ai$。这两个奇点都是一阶极点，且留数相等，可以用下面的公式计算：

$$\text{Res}(f(z), z = z_0) = \lim_{z \rightarrow z_0} (z - z_0)f(z)$$

对于 $h(t)$，我们有：

$$\text{Res}(h(t), s = -i\omega \pm ai) = \lim_{s \rightarrow -i\omega \pm ai} (s + i\omega)(s - i\omega)(s + i\omega + ai)(s + i\omega - ai)\frac{s}{(s + i\omega)(s - i\omega)(s + i\omega + ai)(s + i\omega - ai)}e^{st} \ = \lim_{s \rightarrow -i\omega \pm ai} se^{st} = (-i\omega \pm ai)e^{-i\omega t}$$

因此，我们可以得到：

$$h(t) = \frac{1}{2\pi j}[-2\pi i\text{Res}(h(t), s = -i\omega + ai) - 2\pi i\text{Res}(h(t), s = -i\omega - ai)] \ = -i\omega e^{-i\omega t}\frac{1}{(ai)^2 + \omega^2} + i\omega e^{-i\omega t}\frac{1}{(-ai)^2 + \omega^2} \ = \frac{\sin(at)}{a}$$

因此，我们得到：

$$g(t) = \frac{\sin(at)}{a}$$

这样，我们就成功地求出了12式的逆拉普拉斯变换。

Answer 6

拉普拉斯逆变换直接用公式怎么算呢，可以参考资料：
https://www.zhihu.com/question/549657829/answer/2655626831

Answer 7

这个有点高级啊

Answer 8

通过部分分数分解和留数定理进行变换

Answer 9

逆拉普拉斯变换的关键在于找到适当的积分路径，使得积分可以收敛并给出正确的结果，这通常需要对 F(s) 的极点和奇点进行分析，并根据不同的情况选择合适的积分路径

Answer 10

拉普拉斯（逆）变换的计算_拉普拉斯逆变换公式_一只小汤姆的博客-CSDN博客 目录分解法查表法反演积分法分解法查表法反演积分法_拉普拉斯逆变换公式 https://blog.csdn.net/qq_35912930/article/details/109519618?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522169340725916800188555410%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=169340725916800188555410&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduend~default-4-109519618-null-null.142^v93^insert_down1&utm_term=%E9%80%86%E6%8B%89%E6%99%AE%E6%8B%89%E6%96%AF%E5%8F%98%E6%8D%A2&spm=1018.2226.3001.4187