ከ«ላፕላስ ሽግግር» ለውጦች መካከል ያለው ልዩነት

Content deleted Content added
r2.7.2) (ሎሌ መጨመር: ml:ലാപ്ലേസ് പരിവർത്തനം; cosmetic changes
No edit summary
መስመር፡ 1፦
በሒሳብ ጥናት ውስጥ በከፍተኛ ደረጃ ስራ ላይ የሚውል የ[[መደመራዊ ሽግግር]] ቢኖር ይሄው [[ላፕላስ ሽግግር]] (Laplace Transform) የሚባለው ነው። ይህ ሽግግር በ[[ፊዚክስ]]፣[[ሒሳብ]]፣ በ[[ምህንድስና]]ና በ[[እድል ጥናት]] የዕውቀት ዘርፎች በከፍተኛ ስራ ላይ ይውላል። [[ሎጋሪዝም]] ማባዛትን ወደ መደመር እንደሚቀይርና ማባዛትን እንደሚያቃልል ሁሉ የላፕላስት ትራንስፎርም የካልኩለስን [[ሥነ ለውጥ]]ና [[ሥነ ማጎር]] ወደ ማባዛትና ማካፈል በማሻገር የካልኩለስን ተግባር ያቃልላል።
 
የላፕላስ ሽግግር ከ[[የፎሪየር ሽግግር|ፎሪየር ሽግግር]] ጋር ተዛማጅ ቢሆንም ቅሉ [[የፎሪየር ሽግግር]] ፈንክሽኖችን ወይም መልእክትን ወደ መስረታዊ የርግብግብ ክፍላቸው ሲበትናቸው የ[[ላፕላስ ሽግግር]] ግን ወደ መሰረታዊ [[ሂሳባዊ|ቅርጻቸው]] ይበትናቸዋል። ሁለቱም ግን የ[[ለውጥውድድር እኩልዮሽ]]ን (ዲፈረንሺያል ኢኮዥን) ጥያቄወችን ለመፍታት የሚጠቅሙ ሂሳባዊ መሳሪያወች ናቸው። የላፕላስ ሽግግር በ[[ፊዚክስ]]ና በ [[ምህንድስና]] ከፍተኛ ጥቅም ያላቸው [[ጊዜ-የማይቀይራቸውየማይለውጣቸው ቀጥተኛ]] (ሊኒያር ታይም ኢንቫሪያንት) ሥርዓቶችን ለመፍታት ሲሆን ይህ ጉዳይ የ[[ኤሌክትሪክ ምህንድስና]]ን፣ [[ብርሃን|ብርሃናዊ መሳሪያወች]] ምህንድስናን ሌሎች ተነቀሳቃሽ እቃወችን በቀላሉ ለመተለም ይረዳል። በዚህ የትንታኔ (analysis) ሥርዓት በጊዜ ግዛት ውስጥ ተቀምጠው ያሉ ጥያቄወችን ወደ [[ድግግሞሽ]] ግዛት ጣይቄዎች በማሻገር የሚደረገውን የስሌት ሂደት መቀነስ ነው።
 
<math>x(t) -->[system] --> y(t)</math> ... በጊዜ ውስጥ ያለ ስርዓት ሲሆን
መስመር፡ 10፦
 
== ታሪክ ==
የላፕላስ ሽግግር በእውቁ የሒሳብና ከዋክብት ሊቅ [[ፒየ-ስሞን ላፕላስ]] ስም የተሰየመ ሲሆን፣ ይሄው አጥኝ የሽግግሩን ግኝት የተጠቀመበት የ[[ዕድል]] ጥናቱን በቀላሉ ለማካሄድ ነበር። ከላፕላስ በፊት እርግጥ ነው [[ኦይለር]] የሚከተለውን አይነት [[ሥነ ማጎርጥረዛ]](ኢንቴግራል) አጥንቷል፦
:<math> z = \int X(x) e^{ax}\, dx\text{ and }z = \int X(x) x^A \, dx,</math>
ይህንም ያጠናው የአንድ አንድ [[ለውጥውድድር እኩልዮሽ|ለውጥውድድር እኩልዮሾችን]] መፍትሔ ለማግኘት ነበር፤ ነገር ግን ነግሩን ጠለቅ ብሎ የማየት ዝንባሌ አላሳየም። [[ዮሴፍ ሉዊ ላግራንግ]] የተሰኘው የፈረንሳይ የሂሳብ ሊቅም በበኩሉ የ[[ኦይለር]] አድናቂ እንደሞሆኑ መጠን የ[[እድል ችፍገት]]ን (probability density) ለማስላት ተመሳሳይ ፎርሙላ ተጠቅሟል፦
 
:<math> \int X(x) e^{- a x } a^x\, dx,</math>
 
ይህ ስሌት አሁን ካለንበት የላፕላስ ሽግግር ቀመር ጋር ተመሳሳይ ቢሆንም ቅሉዳሩ ግን ያሁን እውቀት አካል እንጂ ሙሉ በሙሉ የላፕላስ ሽግግርን እንደማይወክል ስምምነት ላይ ተደርሷል። [[ላፕላስ]] በ1782አካባቢ ከላይ የተጠቀሰውን የ[[ኦይለርን]] ቀመር ለ[[ለውጥለውድድር እኩልዮሽ]] መፍትሔነት ቢመረምርም ቅሉ በ1785 በጣም ወሳኝ ርምጃ ወስደ። ይሄውም ከላይ የተጻፉትን ሥነ-ማጎሮችጠረዛ እንደ የ[[ዲፈረንሻል ጥያቄ]] ከማየት ይልቅ እራሳቸውን የቻሉ የፈንክሽን አሻጋሪወች መሆናቸውን ተገነዘበ። ለዚህም ስራው እንዲረዳው ይህን የመሰለ የማጎርየጥረዛ ቀመር መጠቀም ጀመረ፦
:<math> \int x^s \phi (s)\, dx,</math>
አንዳንድ የሂሳብ ታሪክ አጥኘወች ይህን ፈንክሽን የዘመናዊው ላፕላስ ሽግግር [[ኅልዮት]] አካል አድርገው ያዩታል። <ref>{{harvnb|Lagrange|1773}}</ref><ref>{{harvnb|Grattan-Guinness| 1997|p=260}}</ref>
 
ተግባሩም አጠቃላይ የ[[ልዩነትውድድር እኩልዮሽ|ልዩነትውድድር እኩልዮሾችን]] ከከባድ ወደ ቀላል በማሻገር ምፍትሔያቸውን በተሻገረው ቅርጽ መፈለግ ነበር። ቀጥሎም አሁን የሚታወቀውን የላፕላስ ሽግግር በመመርመር ጥልቅ የሆነ እምቅ ጥቅሙን ለመገንዘብ ቻለ።<ref>{{harvnb|Grattan-Guinness|1997|pp=261–262}}</ref> ላፕላስ የ[[ዮሴፍ ፎሪየር]]ን የሙቀት ሥርፀት ጥናትና የ[[ፎሪየር ዝርዝር]] መፍትሔውን ውሱን ኃይል በመተቸት በአዲሱ ቀመሩ ፎርየር ከፈታቸው ጥያቄወች የሰፉ ጥያቄወችን መልስ ለማግኘት ቻለ። <ref>{{harvnb|Grattan-Guinness|1997|pp=262–266}}</ref>
 
== የላፕላስ ሽግግር ደንበኛ ትርጓሜ ==
[[የፈንክሽንየአስረካቢ ግዛት|ግዛቱ]] ማናቸውም የ[[ውን ቁጥር]] ''t'' ≥ 0፣ የሆነ [[ፈንክሽንአስረካቢ]] ''f''(''t'') ቢሰጠን፣ የዚህ ፈንክሽንአስረክቢ '''የላፕላስ ሽግግር ''' ''F''(''s'') ትርጓሜ እንዲህ ነው:
 
: <math>F(s) = \mathcal{L} \left\{f(t)\right\}=\int_0^{\infty} e^{-st} f(t) \,dt. </math>
[[ፓራሜትር]] ''s'' እዚህ ላይ የ[[አቅጣጫ ቁጥር]] ናት፣ ማለቱማለት
 
: <math>s = \sigma + i \omega, \, </math> σ እና ω የውኑ ቁጥር ናቸው።
 
የ[[ሥነ ማጎርጥረዛ|ሥነ ማጎሩጥረዛው]] (ኢንቴገራሉ) ምንነት እንደ አጠቃቀማችን ይለያያል። ለማጎሩለጥራዙ ህልውና የፈንክሽንየአስረካቢን ''ƒ'' በ[0,∞) መታጎርመጠረዝ መቻል [[አስፈላጊ]] ነው።.
 
 
መስመር፡ 40፦
=== የላፕላስ ሽግግር ግልብጥ ===
 
[[የላፕላስ ሽግግር ግልብጥ]] በእንዲህ መልኩ በ[[አቅጣጫ ቁጥር]] ሥነ ማጎርጥረዛ ይጻፋል፡
 
: <math>f(t) = \mathcal{L}^{-1} \{F(s)\} = \frac{1}{2 \pi i} \lim_{T\to\infty}\int_{ \gamma - i T}^{ \gamma + i T} e^{st} F(s)\,ds,</math>
መስመር፡ 46፦
እዚህ ላይ <math>\gamma</math> የውኑ ቁጥር ነው።
 
== የሽግግሩ ሥነ ማጎርጥረዛ ውሱን የሚሆንበት አካባቢ ==
''ƒ'' በየቦታው መታጎርመጠረዝ የሚችል [[ከሆነ]] የ''ƒ'' ላፕላስ ሽግግር ''F''(''s'') ውሱን ነው የሚባለው የሚከተለው [[ጥገት]]
 
: <math>\lim_{R\to\infty}\int_0^R f(t)e^{-ts}\,dt</math>
መስመር፡ 55፦
: <math>\int_0^\infty |f(t)e^{-ts}|\,dt</math>
 
ኅልው ከሆነ የዚያ ፈንክሽን ላፕላስ ሽግግር [[ውሱን ፈንክሽንአስረካቢ|ውሱን]] ነው፣ ስለሆነም አለ (ኅልው ነው)።
 
== የሽግግሩ ፀባዮችኛ እርጉጦች ==
የላፕላስ ሽግግር ፀባዮች ሊኒያር [[የእንቅስቃሴ]] ስርዓቶችን ተንትኖ ለመረዳት የሚያስችሉ ብዙ ጥሩ ጸባዮች አሉት። በተለይ ዋናው ለዚህ ጉዳይ የሚጠቅመው ፀባዩ [[ሥነ ለውጥውድድር]]ን ወደ [[ማባዛት]] እና [[ሥነ ማጎርጥረዛ]]ን ወደ[[ማካፈል]] በመቀየር ሂሳብን ማቃለሉ ነው። ይህ እንግዲህ [[ሎጋሪዝም]] ማባዛትን ወደ ሎጋሪዝም መደመር እና ማካፈልን ወደ ሎጋሪዝም መቀነስ እንደሚቀይረው አይነት ባህርይ ነው። ስለሆነም የላፕላስ ሽግግር የ[[ለውጥውድድር እኩልዮሽ]]ና የ[[ማጎርጥረዛ እኩልዮሽ]]ን ወደ [[ፖሊኖሚያል]] እኩልዮሽ በመቀየር ስራን ከማቀላጠፍ በላይ እጅግ ያቃልላል። በዚህ ወቅት በጊዜ t ግዛት ውስጥ የነበሩት እኩልዮሾች ወደ s ግዛት ስለሚሻገሩ፣ የተገኘውን የላፕላስ ሽግግር መፍትሔ ወደ ጊዜ ግዛት እንደገና መቀየር ግድ ይላል። ይሔውም የሚከናወነው በ [[#የላፕላስ ሽግግር ግልብጥ|መገልበጥ]] ነው።
 
ሁለት ፈንክሽኖች ፣ ''f''(''t'') እና ''g''(''t''), ቢሰጡንና የላፕላስ ተሻጋሪዎቻቸው ''F''(''s'') እና ''G''(''s'') ቢሆኑ:
መስመር፡ 92፦
| <math> f'(t) \ </math>
| <math> s F(s) - f(0) \ </math>
| ''ƒ'' እዚህ ላይ [[የሚለወጥየሚወዳደር ፈንክሽን]] ነው። [[ሥነ ማጎርጥረዛ በየክፍሉ]] በሚባለው መንገድ ይገኛል
|-
! ሁለተኛ [[ለውጥ]]
መስመር፡ 104፦
| ''ƒ'' እዚህ ላይ ''n''-ጊዜ ተለዋጭ ነው።
|-
! [[ድግግሞሽ|የድግግሞሽ ስነ ማጎርጥረዛ]]
| <math> \frac{f(t)}{t} \ </math>
| <math> \int_s^\infty F(\sigma)\, d\sigma \ </math>
|
|-
! [[ሥነ ማጎርጥረዛ|ሥነ ማጎርጥረዛ ]]
| <math> \int_0^t f(\tau)\, d\tau = (u * f)(t)</math>
| <math> {1 \over s} F(s) </math>
መስመር፡ 153፦
 
== በጊዜ ውስጥ ያለ የኤሌክትሪክ ኡደት የs-ግዛት ተመጣጣኙና እግዶሹ ==
የላፕላስ ሽግግር ብዙውን ጊዜ በኤሌክትሪክ ኡደት (ሰርኪዩት) ትንታኔ ላይ ተጠቃሚነትን ያገኛል። አብዛኛውን ጊዜ የተሰጠን [[የኤሌክትሪክ ዑደት|ዑደት]] ወደ s-ግዛት ተመጣጣኙ ማሻገር ቀላል ነው። የዑደቱ አባላት በቀላሉ ወደ ተመጣጣኝ [[እግዶሽተቃውሞ|እግዶሻቸውተቃውሞአቸው]] (ኢምፔዳንስ) ይቀየራል፣ ይኼውም [[ፌዘር]] እንደሚገኝበት ስሌት ነው እንጅ ልዩ አይደለም። የሚከተለው ምስል ይንይህን ተግባር ባጭሩ ያሳያል {{en}}፦
 
: [[ስዕል:S-Domain circuit equivalency.svg]]
 
እዚህ ላይ [[ተቃዋሚእንቅፋት]](ሬዚዝስተር) በጊዜም ሆነ በኤስ-ግዛት አንድ አይነት ዋጋ አለው። የኤሌክትሪክ ምንጮች በዚህ ትንታኔ ውስጥ እንዳይወጡ የሚሆኑት ትንታኔ በሚጀመርበት ወቅት ዋጋ ካላቸው ነው። ለምሳሌ [[አቃቤ(ኤሌክትሪክ)|አቃቤው]] (ካፓሲተሩ) ሲጀመር ቮልቴጅ ካለው ፣ ወይንም [[ቃቤእልከኛ|የኤሌክትሪክ (ኤሌክትሪክ)|ቃቤውእልከኛው]] (ኢንደክተሩ) በውስጡ የኤሌክትሪክ ጅረት ካለው፣ በ s-ግዛት ሆነው ያሉት ምንጮች በተሻጋሪው ዑደት ውስጥ መግባት ግድ ይላል።