Kl. 13

Laplace-Rechner

Wähle, was Du berechnen möchtest: die Laplace-Transformierte $F(s)$ einer Funktion $f(t)$, die Originalfunktion zu einer Bildfunktion $F(s)$ oder die Lösung eines Anfangswertproblems $a\,y'' + b\,y' + c\,y = r(t)$. Jeder Weg wird Schritt für Schritt gezeigt und zum Schluss geprüft.

Was möchtest Du berechnen?

Schreibweise: t^2, e^(-3t) oder exp(-3t), sin(2t), cos(t); in F(s) z. B. (s+1)/(s^2+4). Dezimalzahlen mit Komma.

So rechnet der Rechner

ModusVorgehen
f(t) → F(s)Summe in Summanden zerlegen (Linearität), jeden Summanden mit Tabelle bzw. Dämpfungssatz transformieren, Ergebnis numerisch mit $\int_0^\infty e^{-st} f(t)\,\mathrm{d}t$ prüfen.
F(s) → f(t)Nenner zerlegen, Partialbrüche, jeden Bruch zurück; ein Faktor $e^{-as}$ vorne wird mit dem Verschiebungssatz zu $u(t - a)\,g(t - a)$.
AnfangswertproblemAbleitungssatz einsetzen, nach $Y(s)$ auflösen, Partialbrüche, zurücktransformieren, Probe durch Einsetzen in die Gleichung.

Tipp

Die Pole von $F(s)$ – die Nullstellen des Nenners – verraten schon vorher, wie $f(t)$ aussieht: Pole links von 0 ($s < 0$) gehören zu abklingenden Anteilen, Pole rechts davon zu wachsenden, rein imaginäre Paare $\pm\omega i$ zu ungedämpften Schwingungen.

Die Erklärung mit Korrespondenztabelle, Rechenregeln und Übungen findest Du unter Laplace-Transformation. Für Partialbrüche allein gibt es die Seite Partialbruchzerlegung, für Differentialgleichungen ohne Laplace den DGL-Rechner.

Weiterlesen: Laplace-Transformation bei Wikipedia

ErklärungLaplace-Transformation – Tabelle, Rechenregeln und Differentialgleichungen lösenAus Ableiten wird Multiplizieren mit s – Definition, Korrespondenztabelle, Dämpfungs-, Verschiebungs- und Ableitungssatz, Rücktransformation mit Partialbrüchen und Anfangswertprobleme lösen.Klasse 13 · Studium & BrückenkursRechnerDGL-Rechner – Differentialgleichungen mit Rechenweg und AnfangswertproblemGewöhnliche Differentialgleichungen 1. und 2. Ordnung lösen – mit Typ-Erkennung, Lösungsweg, Anfangs- oder Randwerten, Probe und Graph.Klasse 13 · Studium & BrückenkursErklärungPartialbruchzerlegung – einfach erklärt mit RechnerEinen Bruch aus Polynomen in einfache Teilbrüche zerlegen – Ansatz für einfache, doppelte und komplexe Nullstellen, Koeffizientenvergleich und Rechner mit Rechenweg.Klasse 12–13 · AnalysisÜbungenBrückenkurs Mathe – fit fürs Studium mit Mathe-Check und LernpfadMathe-Check mit 22 Aufgaben und ein Lernpfad in zehn Stationen von Bruchrechnung bis Integral – mit Häkchen für Deinen Fortschritt.Klasse 13 · Studium & BrückenkursErklärungSummenzeichen und Produktzeichen – Regeln, Indexverschiebung, SummenformelnΣ und Π lesen und umformen – Rechenregeln, Indexverschiebung, Gaußsche Summenformel, geometrische Summe und Teleskopsumme.Klasse 13 · Studium & BrückenkursErklärungMengen und Aussagenlogik – Schreibweisen, Intervalle, Junktoren, QuantorenMengen und Zahlenbereiche, Intervalle, Schnitt, Vereinigung und Komplement, Wahrheitstafeln, Implikation und Quantoren richtig verneinen.Klasse 13 · Studium & Brückenkurs
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