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脉冲函式

脉冲函式

脉冲函式

脉冲函式也称δ函式,是英国物理学家狄拉克(Dirac)在20世纪20年代引人的,用于描述瞬间或空间几何点上的物理量。例如,瞬时的冲击力、脉冲电流或电压等急速变化的物理量,以及质点的质量分布、点电荷的电量分布等在空间或时间上高度集中的物理量。

基本介绍

  • 中文名:脉冲函式
  • 外文名:impulse function
  • 别名:δ函式
  • 提出人:英国物理学家狄拉克(Dirac)
  • 提出时间:20世纪20年代

脉冲函式的定义

脉冲函式是英国物理学家狄拉克(Dirac)在20世纪20年代引人的,用于描述瞬间或空间几何点上的物理量。例如,瞬时的冲击力、脉冲电流或电压等急速变化的物理量,以及质点的质量分布、点电荷的电量分布等在空间或时间上高度集中的物理量。脉冲函式也称
函式。若在一维空间中,自变数为时间 t 的函式
,满足下述两个条件:
把满足上述两个条件的函式称为
函式,记作
函式是一种广义函式,也可以扩展到多维空间中,它的确切意义应该在积分运算下理解:其积分曲线高度为“无限高”,而宽度为“无限窄”,曲线下的面积等于1。因此,
函式有下述关係式
有了
函式的定义,就可以把处于x 轴上
点处、电量为q的点电荷,用线电荷密度函式
来描述;把一维坐标
点处的质点m,用质量线密度函式
来描述;......。

δ函式的性质

下面我们直接给出δ函式的几个基本性质。
性质1 (筛选性质)设f(t)是定义在实数域上的有界函式,且在t0处连续,则
特别地,当t0=0时,则有
性质2 δ函式为偶函式,即
性质3 设u(t)为单位阶跃函式,即
则有

脉冲函式的傅氏变换

根据δ函式的筛选性质,易知δ函式的傅氏变换为
即δ(t)与F(w)=1构成一傅氏变换对,按傅氏积分公式有
这是一个关于δ函式的重要公式。
公式(1)并不是常规意义下的积分问题,故称δ(t)的傅氏变换为一种广义傅氏变换。在工程技术中,有许多函式并不满足绝对可积条件,如符号函式、单位阶跃函式以及正、余弦函式等,然而利用δ函式的傅氏变换就可以求出它们的傅氏变换了,从这个角度也可以看出引进δ函式的重要性。

脉冲函式的拉氏变换

脉冲函式的拉氏变换为

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