모두CBT

F(s) = \dfrac{1}{s^{n}}의 역 라플라스 변환은? | [철도신호기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 18년 1회차
F(s)=1snF(s) = \dfrac{1}{s^{n}}의 역 라플라스 변환은?
1
tn
2
tn-1
3
4
해설

L−1[1sn]=t n−1(n−1)!\mathcal{L}^{-1}\left[\dfrac{1}{s^{n}}\right]=\dfrac{t^{\,n-1}}{(n-1)!} 이므로 t의 지수와 계승의 차수가 모두 n−1인 항이 답이다.

기본 변환쌍 L[tm]=m!s m+1\mathcal{L}[t^{m}]=\dfrac{m!}{s^{\,m+1}}에서 분모의 차수를 n에 맞추면 m+1=nm+1=n, 즉 m=n−1m=n-1이다.

따라서 L[t n−1]=(n−1)!sn\mathcal{L}[t^{\,n-1}]=\dfrac{(n-1)!}{s^{n}}이고, 양변을 (n−1)!(n-1)!로 나누면 L[t n−1(n−1)!]=1sn\mathcal{L}\left[\dfrac{t^{\,n-1}}{(n-1)!}\right]=\dfrac{1}{s^{n}}가 된다.

검산으로 n=1이면 1/s1/s의 역변환이 t0/0!=1t^{0}/0!=1(단위계단), n=2면 1/s21/s^{2}의 역변환이 tt가 되어 잘 알려진 결과와 맞아떨어진다. 계승을 붙이지 않거나 n!로 나눈 형태는 이 검산을 통과하지 못한다.

내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.