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拉普拉斯变换法中的RMI原理

2020-03-23巴英

卷宗 2020年1期
关键词:原函数拉普拉斯方法论

巴英

摘 要:拉普拉斯变换法是借助拉普拉斯变换及其逆变换,不经过通解,而是直接求解常系数非齐次线性方程(组)特解的方法。本文将站在数学方法论的角度对拉普拉斯变换法进行解析和探讨,并指出常系数非齐次线性方程初值问题的解决,本质上就是RMI原理的现实演绎过程。

关键词:拉普拉斯变换;拉普拉斯变换的逆变换;原函数;像函数;RMI原理;关系;映射;反演

1 前言

关系(Relationship)、映射(Mapping)、反演(Inversion)原理简称RMI原理,作为数学方法论范畴的一种工作原理,被频繁地应用于数学研究和数学发现中,是分析和处理数学问题的一种非常普遍而有效的方法。

拉普拉斯变换法是工程技术上十分常见的一种计算方法,它广泛地用于解决常微分方程、偏微分方程以及积分方程的问题中。在求解常微分方程的问题时,其显著特点是无需先求已知方程的通解,而是直接求方程的特解,从而在运算和节奏上均得到较大简化。

以下将从阐明RMI原理出发,仅就用拉普拉斯变换法求解常系数非齐次线性方程的过程,进行抽象出解决问题的本质过程。

2 RMI原理

2.1 RMI原理的应用过程

给定一个含有目标原函数x的关系结构T,如果能找到一个映射f,将T映射到T*,然后从新的关系结构T*中求出像函数x*,再通过反演即逆映射f -1将目标原函数x=f -1(x*)确定出来。

2.2 RMI原理的框架图表示

3 拉普拉斯变换法

3.1 拉普拉斯变换的定义

再反查拉普拉斯变换表,即可得原函数x(t)。

3.3 拉普拉斯變换法的本质

让我们同样用一个类似的框架图表达拉普拉斯变换法的过程,以期比较。

由此可见,用拉普拉斯变换法求解常系数非齐次线性方程初值问题的过程,本质上就是RMI原理的演绎过程。

4 结束语

RMI原理对于数学的贡献,无论理论探讨,还是实际操作,都是卓有成效的。理论上,它逻辑严密,无懈可击,实际中,经常化难为易、化繁为简,能够简单迅速地解决问题。总而言之,RMI原理是一个值得我们反复探寻的永恒课题。

参考文献

[1]王高雄等.常微分方程(第三版)[M].高等教育出版社.2006

[2]E.卡姆克.常微分手册[M].高等教育出版社.1977.

[3]郑隆,毛鄂.数学思维与数学方法论概论[M].华中理工大学出版社,1997.

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