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Die Laplace-Transformation, die in viele mathematische Gebiete als
wirksames Instnunent eingreift, erfreut sich seit etwa zwei Jahr-
zehnten besonders als Hilfsmittel zur Loesung von gewoehnlichen und
partiellen Differentialgleichungen einer wachsenden Wertschatzung.
Bei den Praktikern, d. h. den mit mathematischen Hilfsmitteln
arbeiten- den Ingenieuren, hat die von ihr gelieferte Methode
deshalb rasch Eingang gefunden, weil sie mit dem hauptsachlich von
den Elektrotechnikern wegen seiner formalen Einfachheit viel
benutzten "Heaviside-Kalkul" eng zusammenhangt. Wahrend aber dieser
nicht begrundet war und nur auf heuristischen Erwagungen beruhte,
bietet die Methode der Laplace-Transformation voellige Sicherheit
und geht uberdies weit uber den "Heaviside-Kalkul" hinaus, ohne ihm
hinsichtlich Einfachheit und Zwangslaufigkeit der Handhab..ung
nachzustehen. Die Methode selbst ist in den letzten Jahren mehrfach
in Buch- form dargestellt worden (siehe den Literaturnachweis zu
Beginn des I. Teiles). Um aber schnell und zuverlassig mit illr
arbeiten zu koennen, braucht man ein umfangreiches Verzeichnis von
Funktionen mit ihren zugehoerigen Laplace-Transfonnierten, also von
sogenannten "Korrespon- denzen". Ein solches will die vorliegende
Veroeffentlichung in ihrem II. Teil bieten. Die Sammlung ist die
bisher umfangreichste ihrer Art und enthalt fast 800
Korrespondenzen. Massgebend fur das Abstecken ihrer Grenzen war
immer der Gesichtspunkt der praktischen Brauchbarkeit. Dieser war
auch bestimmend dafur, dass manchmal neben einer allgemeinen Formel
noch Spezialfalle aufgefuhrt wurden. - Durch Anwendung der unter
der Oberschrift, .Operationen" angegebenen Regeln kann man aus den
Korrespondenzen der Tabellen beliebig viele weitere ableiten.
234 Originalvariable x nur ganzzahlige Werte annimmt, dann ist das
Integral durch eine unendliche Summe zu ersetzen. Einige der im
folgenden behandelten Transformationen gehOren zu diesen beiden
Typen. Da wir nUr lineare Transformationen betrachten, wird spiiter
die Eigenschaft der Linearitat nicht mehr eigens erwahnt. 2. Der
Hilbertsche Raum L2 Bei einer Integraitransformation HiBt man i.
aUg. als Original- funktionen aUe I (x) zu, fur die das Integral
existiert. Manche Eigen- schaften der Transformation lassen sich
aber nUr dann exakt formu- lieren und beweisen, wenn man die I (x)
auf engere Raume beschrankt, die durch innere, von der
Transformation unabhangige Eigenschaften charakterisiert sind. In
dieser Beziehung ist der Raum der quadratisch l integrablen
Funktionen am wichtigsten . Dieser laBt sich auffassen als Analogon
zu dem Euklidischen Raum Rn von n Dimensionen, in dem sich die
Variablen der gew6hnlichen Funktionen bewegen. Der Rn ist dadurch
ausgezeichnet, daB in ihm die Distanz zweier Punkte Xl = (Xll' ---,
Xl II), X2 = (X21> --., X2 n) als die positive Wurzel aus n d
(Xl, X2)2 = (Xl v - X2v)2 . -1 definiert ist. Es liegt nahe, im
Raum der in dem endlichen oder unend- lichen IntervaU (a, b)
definierten Funktionen die Distanz zweier Ele- 2 mente 11, 12 durch
den entsprechenden Ausdruck b d (11, 12)2 = jill (X) - 12 (X) 12 dx
a zu definieren. Insbesondere ist die Distanz einer Funktion I (x)
vom NuUpunkt, d. h.
st Die Laplacesche Integraltransformation J e- F(t) dt kann als das
kontinuierliche Analogon zur Dirichletschen Reihe .: E a"e-}'''s
und zur Potenzreihe .: E en z" = .: E c" e-ns betrachtet werden.
Wahrend jedoch diese Reihen langst zum Allgemeingut der
Mathematiker geh6ren und in den verschiedensten Gebieten angewandt
werden, ist die Laplace-Trans formation nur einem kleinen Kreis
wirklich gelaufig, was urn so be dauerlicher ist, als sie an
Verwendungsfahigkeit jene Reihen, die sie als Spezialfaile enthalt,
noch weit tibertrifft. DaB die Laplace-Transfor mation, obwohl sie
auf ein viel h6heres Alter als die Dirichletsche Reihe
zuriickblicken kann, sich bisher so wenig eingebtirgert hat, liegt
in erster Linie daran, daB bisher eine zusammenfassende Darsteilung
ihrer Theorie fehlte. Das Material ist tiber die ganze
Zeitschriftenliteratur verstreut und oft in andere Untersuchungen
eingebettet, wo man es kaum ver mutet; vieles steht in alteren
Jahrgangen schwer zuganglicher Zeit schriften. Dazu kommt, daB
manche grundlegende Satze der Theorie zwar den Kennern geHiufig
sind, sich aber nirgends explizit formuliert, noch weniger bewiesen
finden. Auch das explizit Ausgesprochene und Bewiesene leidet
haufig darunter, daB die Beweise unzulanglich oder nicht in
wtinschenswertem Umfang gefiihrt sind. Aile diese Umstande lieBen
bei der wachsenden Bedeutung der Laplace-Transformation den
\iVunsch nach einer Darsteilung immer fiihlbarer werden, die
einerseits die theoretischen Grundlagen der Transformation
ausfiihrlich und ein heitlich zusammenstelit, und andererseits
zeigt, in welchen Gebieten sie bisher mit Erfolg angewandt worden
ist. Man kann heute innerhalb dessen, was zur
Laplace-Transformation zu rechnen ist, drei Richtungen
unterscheiden."
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