Bảng các biến đổi Laplace Phép biến đổi Laplace

Vì biến đổi Laplace là một toán tử tuyến tính nên

  • Biến đổi Laplace của tổng bằng tổng các biến đổi Laplace của các số hạng
L { f ( t ) + g ( t ) } = L { f ( t ) } + L { g ( t ) } {\displaystyle {\mathcal {L}}\left\{f(t)+g(t)\right\}={\mathcal {L}}\left\{f(t)\right\}+{\mathcal {L}}\left\{g(t)\right\}}
  • Biến đổi Laplace của một bội số của hàm bằng bội số nhân cho biến đổi Laplace của hàm đó
L { a f ( t ) } = a L { f ( t ) } {\displaystyle {\mathcal {L}}\left\{af(t)\right\}=a{\mathcal {L}}\left\{f(t)\right\}}

Tính đơn ánh của biến đổi Laplace chỉ đúng khi t là số không âm, vì thế các hàm trong miền thời gian ở bảng dưới là bội của hàm bậc thang Heaviside u(t).

  • Bảng cung cấp những biến đổi Laplace đối với những hàm chung một biến.
STTHàmHàm gốc (miền t)
x ( t ) = L − 1 { X ( s ) } {\displaystyle x(t)={\mathcal {L}}^{-1}\left\{X(s)\right\}}
Hàm ảnh (miền s)
X ( s ) = L { x ( t ) } {\displaystyle X(s)={\mathcal {L}}\left\{x(t)\right\}}
Miền hội tụ
1trễ lý tưởng δ ( t − τ )   {\displaystyle \delta (t-\tau )\ } e − τ s   {\displaystyle e^{-\tau s}\ }
1axung đơn vị δ ( t )   {\displaystyle \delta (t)\ } 1   {\displaystyle 1\ } mọi s
2trễ mũ n
với dịch chuyển tần số
( t − τ ) n n ! e − α ( t − τ ) ⋅ u ( t − τ ) {\displaystyle {\frac {(t-\tau )^{n}}{n!}}e^{-\alpha (t-\tau )}\cdot u(t-\tau )} e − τ s ( s + α ) n + 1 {\displaystyle {\frac {e^{-\tau s}}{(s+\alpha )^{n+1}}}} Re { s } > 0 {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>0\,}
2amũ n
(cho số nguyên n)
t n n ! ⋅ u ( t ) {\displaystyle {t^{n} \over n!}\cdot u(t)} 1 s n + 1 {\displaystyle {1 \over s^{n+1}}} Re { s } > 0 {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>0\,}
2a.1mũ q
(cho số thực q)
t q Γ ( q + 1 ) ⋅ u ( t ) {\displaystyle {t^{q} \over \Gamma (q+1)}\cdot u(t)} 1 s q + 1 {\displaystyle {1 \over s^{q+1}}} Re { s } > 0 {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>0\,}
2a.2bậc thang đơn vị u ( t )   {\displaystyle u(t)\ } 1 s {\displaystyle {1 \over s}} Re { s } > 0 {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>0\,}
2bbậc thang đơn vị có trễ u ( t − τ )   {\displaystyle u(t-\tau )\ } e − τ s s {\displaystyle {e^{-\tau s} \over s}} Re { s } > 0 {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>0\,}
2cdốc t ⋅ u ( t )   {\displaystyle t\cdot u(t)\ } 1 s 2 {\displaystyle {\frac {1}{s^{2}}}} Re { s } > 0 {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>0\,}
2dmũ n với dịch chuyển tần số t n n ! e − α t ⋅ u ( t ) {\displaystyle {\frac {t^{n}}{n!}}e^{-\alpha t}\cdot u(t)} 1 ( s + α ) n + 1 {\displaystyle {\frac {1}{(s+\alpha )^{n+1}}}} Re { s } > − α {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>-\alpha \,}
2d.1suy giảm hàm mũ e − α t ⋅ u ( t )   {\displaystyle e^{-\alpha t}\cdot u(t)\ } 1 s + α {\displaystyle {1 \over s+\alpha }} Re { s } > − α   {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>-\alpha \ }
3tiệm cận hàm mũ ( 1 − e − α t ) ⋅ u ( t )   {\displaystyle (1-e^{-\alpha t})\cdot u(t)\ } α s ( s + α ) {\displaystyle {\frac {\alpha }{s(s+\alpha )}}} Re { s } > 0   {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>0\ }
4sine sin ⁡ ( ω t ) ⋅ u ( t )   {\displaystyle \sin(\omega t)\cdot u(t)\ } ω s 2 + ω 2 {\displaystyle {\omega \over s^{2}+\omega ^{2}}} Re { s } > 0   {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>0\ }
5cosine cos ⁡ ( ω t ) ⋅ u ( t )   {\displaystyle \cos(\omega t)\cdot u(t)\ } s s 2 + ω 2 {\displaystyle {s \over s^{2}+\omega ^{2}}} Re { s } > 0   {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>0\ }
6hyperbolic sine sinh ⁡ ( α t ) ⋅ u ( t )   {\displaystyle \sinh(\alpha t)\cdot u(t)\ } α s 2 − α 2 {\displaystyle {\alpha \over s^{2}-\alpha ^{2}}} Re { s } > | α |   {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>|\alpha |\ }
7hyperbolic cosine cosh ⁡ ( α t ) ⋅ u ( t )   {\displaystyle \cosh(\alpha t)\cdot u(t)\ } s s 2 − α 2 {\displaystyle {s \over s^{2}-\alpha ^{2}}} Re { s } > | α |   {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>|\alpha |\ }
8hàm sine
suy giảm theo hàm mũ
e α t sin ⁡ ( ω t ) ⋅ u ( t )   {\displaystyle e^{\alpha t}\sin(\omega t)\cdot u(t)\ } ω ( s − α ) 2 + ω 2 {\displaystyle {\omega \over (s-\alpha )^{2}+\omega ^{2}}} Re { s } > α   {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>\alpha \ }
9hàm cosine
suy giảm theo hàm mũ
e α t cos ⁡ ( ω t ) ⋅ u ( t )   {\displaystyle e^{\alpha t}\cos(\omega t)\cdot u(t)\ } s − α ( s − α ) 2 + ω 2 {\displaystyle {s-\alpha \over (s-\alpha )^{2}+\omega ^{2}}} Re { s } > α   {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>\alpha \ }
10căn bậc n t n ⋅ u ( t ) {\displaystyle {\sqrt[{n}]{t}}\cdot u(t)} s − ( n + 1 ) / n ⋅ Γ ( 1 + 1 n ) {\displaystyle s^{-(n+1)/n}\cdot \Gamma \left(1+{\frac {1}{n}}\right)} Re { s } > 0 {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>0\,}
11logarit tự nhiên ln ⁡ ( t t 0 ) ⋅ u ( t ) {\displaystyle \ln \left({t \over t_{0}}\right)\cdot u(t)} − t 0 s   [   ln ⁡ ( t 0 s ) + γ   ] {\displaystyle -{t_{0} \over s}\ [\ \ln(t_{0}s)+\gamma \ ]} Re { s } > 0 {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>0\,}
12hàm Bessel
of the first kind,
of order n
J n ( ω t ) ⋅ u ( t ) {\displaystyle J_{n}(\omega t)\cdot u(t)} ω n ( s + s 2 + ω 2 ) − n s 2 + ω 2 {\displaystyle {\frac {\omega ^{n}\left(s+{\sqrt {s^{2}+\omega ^{2}}}\right)^{-n}}{\sqrt {s^{2}+\omega ^{2}}}}} Re { s } > 0 {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>0\,}
( n > − 1 ) {\displaystyle (n>-1)\,}
13hàm Bessel biến đổi
loại 1,
bậc n
I n ( ω t ) ⋅ u ( t ) {\displaystyle I_{n}(\omega t)\cdot u(t)} ω n ( s + s 2 − ω 2 ) − n s 2 − ω 2 {\displaystyle {\frac {\omega ^{n}\left(s+{\sqrt {s^{2}-\omega ^{2}}}\right)^{-n}}{\sqrt {s^{2}-\omega ^{2}}}}} Re { s } > | ω | {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>|\omega |\,}
14hàm Bessel
loại hai,
bậc 0
Y 0 ( α t ) ⋅ u ( t ) {\displaystyle Y_{0}(\alpha t)\cdot u(t)} − 2 sinh − 1 ⁡ ( s / α ) π s 2 + α 2 {\displaystyle -{2\sinh ^{-1}(s/\alpha ) \over \pi {\sqrt {s^{2}+\alpha ^{2}}}}} Re { s } > 0 {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>0\,}
15hàm Bessel biến đổi
loại hai,
bậc 0
K 0 ( α t ) ⋅ u ( t ) {\displaystyle K_{0}(\alpha t)\cdot u(t)}   
16hàm sai số e r f ( t ) ⋅ u ( t ) {\displaystyle \mathrm {erf} (t)\cdot u(t)} e s 2 / 4 ( 1 − erf ⁡ ( s / 2 ) ) s {\displaystyle {e^{s^{2}/4}\left(1-\operatorname {erf} \left(s/2\right)\right) \over s}} Re { s } > 0 {\displaystyle {\textrm {Re}}\{s\}>0\,}
chú thích:

  • t {\displaystyle t\,} , đặc trưng cho thời gian (số thực).
  • s {\displaystyle s\,} là tần số góc (số phức angular frequency và Re(s) là phần thực của s).
  • α {\displaystyle \alpha \,} , β {\displaystyle \beta \,} , τ {\displaystyle \tau \,} , và ω {\displaystyle \omega \,} là các số thực.
  • n {\displaystyle n\,} , là số mũ nguyên.