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구동함수로 나타낸 임피던스를 부분분수로 전개할 때 K0, K1, K2의… | [철도신호기사 필기] 14년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 14년 2회차
구동함수로 나타낸 임피던스를 부분분수로 전개할 때 K0, K1, K2의 값은?
F(s)=s2+2s−2s(s+2)(s−3)F(s)=\dfrac{s^{2}+2s-2}{s(s+2)(s-3)}
1
0, -2, 3
2
-2, 6, 3
3
1/3,-1/5, 13/15
4
2/3, 1/6, -2/5
해설

세 계수는 K0=1/3, K1=−1/5, K2=13/15이다.

주어진 함수를 F(s)=s2+2s−2s(s+2)(s−3)=K0s+K1s+2+K2s−3F(s)=\dfrac{s^{2}+2s-2}{s(s+2)(s-3)}=\dfrac{K_0}{s}+\dfrac{K_1}{s+2}+\dfrac{K_2}{s-3}로 놓으면, 각 계수는 해당 극점의 인수를 곱한 뒤 그 극점 값을 대입하는 유수(residue) 계산으로 구한다.

K0=s2+2s−2(s+2)(s−3)∣s=0=−22×(−3)=13K_0=\left.\dfrac{s^{2}+2s-2}{(s+2)(s-3)}\right|_{s=0}=\dfrac{-2}{2\times(-3)}=\dfrac{1}{3}
K1=s2+2s−2s(s−3)∣s=−2=4−4−2(−2)×(−5)=−15K_1=\left.\dfrac{s^{2}+2s-2}{s(s-3)}\right|_{s=-2}=\dfrac{4-4-2}{(-2)\times(-5)}=-\dfrac{1}{5}
K2=s2+2s−2s(s+2)∣s=3=9+6−23×5=1315K_2=\left.\dfrac{s^{2}+2s-2}{s(s+2)}\right|_{s=3}=\dfrac{9+6-2}{3\times5}=\dfrac{13}{15}

분모가 분자보다 차수가 하나 높으므로 세 계수의 합은 분자의 최고차 계수 1과 같아야 하는데, 13−15+1315=1\dfrac{1}{3}-\dfrac{1}{5}+\dfrac{13}{15}=1로 맞아떨어져 검산이 된다.

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