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f(t) = t2e-at를 라플라스 변환하면? | [철도신호기사 필기] 11년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 11년 2회차
f(t) = t2e-at를 라플라스 변환하면?
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해설

f(t)=t2e−atf(t)=t^2e^{-at}의 라플라스 변환은 2(s+a)3\dfrac{2}{(s+a)^3}이다.

먼저 L{tn}=n!sn+1\mathcal{L}\{t^n\}=\dfrac{n!}{s^{n+1}}이므로 L{t2}=2!s3=2s3\mathcal{L}\{t^2\}=\dfrac{2!}{s^{3}}=\dfrac{2}{s^{3}}다.

여기에 e−ate^{-at}가 곱해지면 복소추이(주파수 이동) 정리에 따라 s 자리에 s+a를 대입하면 되므로 L{t2e−at}=2(s+a)3\mathcal{L}\{t^2e^{-at}\}=\dfrac{2}{(s+a)^{3}}가 된다.

분모 지수가 3제곱이 아닌 2제곱인 것은 te−atte^{-at}의 변환이고, 분자가 1인 것은 2!=22!=2를 빠뜨린 결과다. 분자에 음부호가 붙은 것은 t2t^2이 항상 0 이상이라는 점과도 어긋난다.

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