作者obelisk0114 (追风筝的孩子)
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标题Re: [工数] Heaviside cover-up method
时间Wed Aug 15 03:31:10 2012
※ 引述《Heaviside (Oliver)》之铭言:
: 因为有板友会寄站内信询问
: 究竟什麽是Heaviside cover-up method (覆盖法)
: 索性乾脆发一篇 来做介绍
: 希望能帮助到 需要用到此法的板友
: ----
: *本文参考 工程数学(上) 第五版 P45 喻超凡着
: Heaviside 覆盖法
: 又称为Heaviside 手遮法
: 是解部分分式展开法时 很好用的一个技巧
: 当然 并非所有部分分式 皆可使用覆盖法求解
: 以下分成几个Case做介绍
: Case 1 :分母为(x-a)型 (a为任意有理数,n为正整数)
: 3x+2 A B
: ex: ───── = ──── + ──── -----(1)
: (x-3)(x-5) x-3 x-5
: 求A,用手把等号左边的(x-3)遮住,其余部分x用3代
: 3*3+2 11
: 可得 ──── = -───
: 3-5 2
: 同理可得 B= 17/2
: A、B代回 (1)式可得解
补一下原因
F(s) A
令 ─── = ─── + W(s), G(s) = (s-a)*r(s)
G(s) s-a
同乘以 s-a
F(s)*(s-a) F(s)*(s-a) F(s)
────── = A + W(s)*(s-a), ────── = ─── = A + W(s)*(s-a)
G(s) (s-a)*r(s) r(s)
所以 s 用 a 代入可得 A
: Case 2 : 分母出现(x-a)^n 型
: 3x+2 A B C
: ex: ────── = ──── + ──── + ─────
: (x-3)(x-5)^2 x-3 x-5 (x-5)^2
: 此case遇到重复因子
: 可用覆盖法先求分母次方数最高者
: 求A,同case 1
: 3x+2 │
: 可得 A= ───── │ = 11/4
: (x-5)^2 │x=3
: 求C,同case 1
: 3x+2 │
: 可得 C= ──── │ = -17/2
: x-3 │x=5
: 再将A、C代回原式
: 3x+2 11/4 B -17/2
: 可得 ─────── = ─── + ─── + ────
: (x-3)(x-5)^2 x-3 x-5 (x-5)^2
: 欲求B 有两种解法
:
: 法一 使用移项法:
: 11/4 17/2
: 将 ──── - ───── 移到等号左边并化简後,两端相乘(x-5)可得B
: x-3 (x-5)^2
: 超烦 另解
: 法二 使用代值法
: 随便找一个你高兴的数字代进去,以分母不会出现0为原则
: 2 B
: 本题我选择代0 可得 ──── = -11/12 + ─── - 17/25
: -75 -5
: 移项可得B
补一个法三 使用微分法 :
m
G(s) = (s-a) * r(s)
F(s) A1 A2 Am
令 ─── = ─── + ─── +...+ ─── + W(s)
G(s) s-a 2 m
(s-a) (s-a)
m
同乘以 (s-a)
m
F(s)(s-a) m-1 m-2 m
────── = A1(s-a) + A2(s-a) +...+Am-1(s-a) + Am + W(s)(s-a)
G(s)
m
F(s)(s-a)
令 Q(s) = ──────
G(s)
1
Am = Q(a), Am-1 = Q'(a), Am-2 = ── Q''(a)...
2!
m-1 │
1 d │
A1 = ─── * ─── Q(s) │
(m-1)! m-1 │
ds │s = a
: ※若遇到最高次方数为三次方,一样用覆盖法先求得分母最高次方者
: 其余两未知数 再行使用代值法or移项法求解
:
: Case 3: 分母出现 [(x-a)^n +b]型
: 3 A
: ex: ───────── = ──── + E(x)
: (x-1)[(x+1)^2 +1] x-1
: 此Case 较麻烦 故使用E(x)取代之,等回再来解
: 3 │
: 求A,使用覆盖法 可得 A= ────── │ = 3/5
: (x+1)^2 +1 │x=1
: 3 x+3
: 代回整理得 E(x) = - ─ ───────
: 5 [(x+1)^2 +1]
: 再将E(x) 代回原式可得解
: 另解
: A Bx+C
: 令原式= ──── + ─────
: x-1 (x+1)^2 +1
: 先解A,使用覆盖法得解
: 再求B、C 使用代值法
: 因有两个未知数 需使用两次代值法
: 一样是凭直觉随便选两个数字,以分母不为0为原则
: ---
: 以上 是求解部分分式展开法时
: 常见的三种Case
: 如有出现其他类型的部分分式
: 欢迎将题目拍照上传後 以推文方式回复
: 若是小弟我能力范围内 会再帮忙解题^^
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