证明 该定理的证明可直接由拉普拉斯变换的定义得出,因为
$$\mathcal{L}{e^{at}f(t)} = \int_0^\infty e^{at}f(t)e^{-st}dt = \int_0^\infty f(t)e^{-(s-a)t}dt$$
那么,由于
$$\mathcal{L}{f(t)} = F(s) = \int_0^\infty f(t)e^{-st}dt, \quad \text{Re}(s) > \sigma_c$$
我们看到上面的最后一个积分在结构上恰好是 $f(t)$ 本身的拉普拉斯变换,只不过 $s - a$ 取代了 $s$ 的位置,因此
$$\mathcal{L}{e^{at}f(t)} = F(s - a), \quad \text{Re}(s - a) > \sigma_c$$
或者
$$\mathcal{L}{e^{at}f(t)} = F(s - a), \quad \text{Re}(s) > \sigma_c + \text{Re}(a)$$
定理结束
表达定理 11.2 结果的另一种方式(在应用中可能更为方便)是
$$\mathcal{L}{\mathbf{e}^e}^{at}f(t)} = [\mathcal{L}{f(t)}]{s \rightarrow s-a} = [F(s)]{s \rightarrow s-a}$$
换言之,该定理说明 $e^{at}$ 倍函数的拉普拉斯变换 $f(t)$ 等于……的拉普拉斯变换 $f(t)$ 本身,其中 $s$ 被替换为 $s - a$ 。
例 11.9 求 $\mathcal{L}{te^{-2t}}$ 。
解 根据式 (11.5) 给出的结果,
$$\mathcal{L}{t} = F(s) = \frac{1}{s^2}, \quad \text{Re}(s) > 0$$
因此,根据第一平移定理,
$$\mathcal{L}{te^{-2t}} = F(s+2) = [F(s)]_{s\rightarrow s+2}, \quad \text{Re}(s) > 0 - 2$$
即
$$\mathcal{L}{te^{-2t}} = \frac{1}{(s+2)^2}, \quad \text{Re}(s) > -2$$