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다음 함수 F(s)=\frac{s^2+4}{(s+2)(s^2+4s+8)… | [7급 국가직 회로이론] 25년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 회로이론] 25년 1회차
다음 함수 F(s)=s2+4(s+2)(s2+4s+8)F(s)=\frac{s^2+4}{(s+2)(s^2+4s+8)}의 라플라스 역변환으로 옳은 것은? (단, u(t)u(t)는 단위계단함수이다)
1
[2e−tcos⁡(t)+2e−tsin⁡(t)+2e−2t]u(t)[2e^{-t}\cos(t)+2e^{-t}\sin(t)+2e^{-2t}]u(t)
2
[−e−tcos⁡(2t)−e−tsin⁡(2t)+2e−2t]u(t)[-e^{-t}\cos(2t)-e^{-t}\sin(2t)+2e^{-2t}]u(t)
3
[e−2tcos⁡(2t)+e−2tsin⁡(2t)+2e−2t]u(t)[e^{-2t}\cos(2t)+e^{-2t}\sin(2t)+2e^{-2t}]u(t)
4
[−e−2tcos⁡(2t)−2e−2tsin⁡(2t)+2e−2t]u(t)[-e^{-2t}\cos(2t)-2e^{-2t}\sin(2t)+2e^{-2t}]u(t)
해설

부분분수 전개 결과 역변환은 [−e−2tcos⁡2t−2e−2tsin⁡2t+2e−2t]u(t)[-e^{-2t}\cos 2t-2e^{-2t}\sin 2t+2e^{-2t}]u(t)이다.

극 s=−2s=-2의 유수:
K=s2+4s2+4s+8∣s=−2=84=2K=\dfrac{s^2+4}{s^2+4s+8}\Big|_{s=-2}=\dfrac{8}{4}=2

나머지 항:
F(s)−2s+2=−(s2+8s+12)(s+2)(s2+4s+8)=−s+6(s+2)2+4F(s)-\dfrac{2}{s+2}=\dfrac{-(s^2+8s+12)}{(s+2)(s^2+4s+8)}=-\dfrac{s+6}{(s+2)^2+4}
=−s+2(s+2)2+22−2⋅2(s+2)2+22=-\dfrac{s+2}{(s+2)^2+2^2}-2\cdot\dfrac{2}{(s+2)^2+2^2}

역변환하면 −e−2tcos⁡2t−2e−2tsin⁡2t-e^{-2t}\cos 2t-2e^{-2t}\sin 2t이고, 여기에 2e−2t2e^{-2t}를 더한다.

  • e−tcos⁡te^{-t}\cos t, e−tsin⁡te^{-t}\sin t 조합은 복소극 −2±j2-2\pm j2와 감쇠율·각주파수가 모두 맞지 않는다.
  • e−tcos⁡2te^{-t}\cos 2t, e−tsin⁡2te^{-t}\sin 2t 조합은 감쇠율을 1로 잘못 잡았다.
  • e−2tcos⁡2t+e−2tsin⁡2te^{-2t}\cos 2t+e^{-2t}\sin 2t 조합은 나머지 항의 음의 부호와 sin 계수 2를 반영하지 못했다.

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