Ambiguïtés à éviter [ modifier | modifier le code]
Il est essentiel, quand on utilise la transformation bilatérale de Laplace, de préciser la bande de convergence. Soit par exemple. Si la bande de convergence est, l'« antécédent » de cette transformation de Laplace est la fonction de Heaviside. En revanche, si la bande de convergence est, cet antécédent est. Convolution et dérivation [ modifier | modifier le code]
Soit et deux distributions convolables, par exemple ayant chacune un support limité à gauche, ou l'une d'entre elles étant à support compact. Alors (comme dans le cas de la transformation monolatérale),
En particulier, et, donc
Transformées de Laplace des hyperfonctions [ modifier | modifier le code]
On peut étendre la transformation de Laplace au cas de certaines hyperfonctions, dites « hyperfonctions de Laplace » ou « hyperfonctions de type exponentiel » [ 1]. Pour une hyperfonction définie par une distribution, on retrouve la théorie qui précède. Mais par exemple
bien que n'étant pas une distribution (car elle est d'ordre infini localement, à savoir en 0), est une hyperfonction dont le support est et qui
admet pour transformée de Laplace
où désigne la fonction de Bessel de première espèce habituelle, à savoir la fonction entière
On obtient en effet en substituant cette expression dans la précédente
ce qui est bien cohérent avec la définition de puisque.
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En analyse, la transformation bilatérale de Laplace est la forme la plus générale de la transformation de Laplace, dans laquelle l' intégration se fait à partir de moins l'infini plutôt qu'à partir de zéro. Définition [ modifier | modifier le code]
La transformée bilatérale de Laplace d'une fonction de la variable réelle est la fonction de la variable complexe définie par:
Cette intégrale converge pour, c'est-à-dire pour appartenant à une bande de convergence dans le plan complexe (au lieu de, désignant alors l'abscisse de convergence, dans le cas de la transformation monolatérale). De façon précise, dans le cadre de la théorie des distributions, cette transformée « converge » pour toutes les valeurs de pour lesquelles (en notation abusive) est une distribution tempérée et admet donc une transformation de Fourier. Propriétés élémentaires [ modifier | modifier le code]
Les propriétés élémentaires (injectivité, linéarité, etc. ) sont identiques à celles de la transformation monolatérale de Laplace.
On dispose aussi du théorème suivant pour inverser la transformée de Laplace. Théorème (formule d'inversion de Bromvitch): Soit F(z)=F(x+iy), analytique pour x>x 0, une fonction sommable en y, pour tout x>x 0. Alors F est une transformée de Laplace, dont l'original est donné par:
Cette dernière intégrale se calcule souvent en utilisant le théorème des résidus. Application de la transformée de Laplace à la résolution d'équations différentielles:
Soit à résoudre, pour $t>0$,
$$f^{(3)}(t)+f''(t)+f'(t)+f(t)=te^t$$
avec $f'(0)=f''(0)=f^{(3)}(0)=0$. On suppose que $f$ admet une transformée de Laplace $F$, et on prend la transformée de Laplace de l'équation précédente:
$$z^3F(z)+z^2 F(z)+zF(z)+F(z)=\frac1{(z-1)^2}. $$
L'equation différentielle en $f$ se transforme en équation algébrique en $F$. On résout cette équation pour en déduire $F(z)$, et retrouver $f$ par transformée de Laplace inverse! (ce qui n'est pas forcément simple). La transformation de Laplace a été introduite par le marquis Pierre Simon de Laplace en 1812, dans son ouvrage Théorie analytique des probabilités, afin de caractériser diverses lois de probabilités.
Formalisation [ 2] (fin)
Définissons maintenant la relation d'équivalence suivante: et désignant deux distributions telles que ci-dessus, nous écrirons si et ont même restriction à l'intervalle dès que est suffisamment petit. Alors ne dépend que de la classe d'équivalence de et qui est appelée un « germe » de fonction généralisée définie dans un voisinage de, et, par abus de langage, une « fonction généralisée à support positif » (voir l'article Transformation de Laplace). On écrira. Notons enfin que si, et seulement si. Applications [ modifier | modifier le code]
La transformation de Laplace bilatérale est utilisée notamment pour la conception de filtres analogiques classiques ( Butterworth, Tchebychev, Cauer, etc. ) [ 3], pour le filtre optimal de Wiener, en statistiques où elle définit la fonction génératrice des moments d'une distribution, elle joue un rôle essentiel dans la formulation à temps continu de la factorisation spectrale causale directe et inverse, elle est très utilisée enfin pour résoudre les équations intégrales (voir l'article Opérateur intégral).
2. Propriétés
1. Linéarité
\[f(t)=f_1(t)+f_2(t)\quad \rightarrow \quad F(p)=F_1(p)+F_2(p)\]
1. Dérivation et Intégration
\[f'(t)\quad \rightarrow \quad F'(p)=p~F(p)\]
Le calcul rigoureux (dérivation sous le signe \(\int\) conduit à: \[F'(p)~=~p~F(p)+f(0)\]
En pratique, les fonctions que nous considérons n'apparaissent qu'à l'instant \(t\) et sont supposées nulles pour \(t<0\) avec \(f(0)=0\): \[f'(t)\quad \rightarrow \quad F'(p)=p~F(p)\]
Inversement, une intégration équivaut à une multiplication par \(1/p\) de l'image. En effectuant une deuxième dérivation: \[F''(p) = p~F'(p)-f'(0)\]
Et comme \(f'(0)=0\), suivant l'hypothèse précédente: \[F''(p)=p^2~F(p)\]
1. 3. Théorème des valeurs initiale et finale
Théorème de la valeur initiale: \[f(0) = \lim_{p~\to~\infty}\{p~F(p)\}\]
Théorème de la valeur finale: \[f(+\infty) = \lim_{p~\to~0}\{p~F(p)\}\]
1. Détermination de l'original
La fonction image se présente généralement comme le quotient de deux polynômes, le degré du dénominateur étant supérieur à celui du numérateur.
Coefficients des séries de Fourier
3. Forme réelle
La fonction (périodique) à décomposer: \[f(x)~=~a_0~+~\sum_{n=1}^{n=\infty} a_n\cos n\omega x~+~\sum_{n=1}^{n=\infty} b_n\sin n\omega x\]
Les expressions des coefficients (réels): \[\begin{aligned} &a_0~=~\frac{1}{T} ~\int_0^Tf(t)~dt\\ &a_n~=~\frac{2}{T}~\int_0^T~f(t)\cos n\omega t~dt\\ &b_n~=~\frac{2}{T}~\int_0^T~f(t)\sin n\omega t~dt\end{aligned}\]
3. Forme complexe
La fonction (périodique) à décomposer: \[f(x)~=~\sum_{n=-\infty}^{n=+\infty} c_n~e^{jn\omega x}\]
Les expressions des coefficients (complexes): \[c_n~=~\frac{a_n+jb_n}{2}~=~\frac{1}{T}\int_0^T f(t)~e^{-jn\omega t}~dt\]
Source de l'article: Mathématiques pour la Physique, tome 2, Benoist-Gueutal et Courbage, Eyrolles. Consulter aussi...
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De ce fait, la cité de NEOM serait ainsi accessible à l'entité sioniste, à la Méditerranée et plus largement, à l'Europe. Le Royaume a mis en place un organisme privé chargé de superviser le projet NEOM, sous la présidence du prince héritier Mohammed ben Salman. il y a une raison pour laquelle le Noble Coran insiste tant sur ce récit qui représente environ 2 tiers des versets. Mardi, Mohammed ben Salmane, le prince héritier d'Arabie Saoudite, a présenté son projet de ville futuriste sur la Mer rouge: NEOM. Tuer au nom de Dieu. C'est un pays où l'égalité est défendue à corps et à cris, mais dans ce principe d'égalité, l'uniformisation des apparenc Un projet qui viendra souiller cette terre prophétique sur laquelle Moise (psl) reçu la révélation, pour recréer un veau d'or devant qui se prosternera l'Humanité. Aujourd'hui nos cartes géographiques situent le mont Sinaï en Egypte. 2018 - Enjoy the videos and music you love, upload original content, and share it all with friends, family, and the world on YouTube.
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