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f(t)=e-t+3t2+3cos2t+5 의 라플라스 변환식은? | [전기산업기사 필기] 19년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[전기산업기사 필기] 19년 2회차
f(t)=e-t+3t2+3cos2t+5 의 라플라스 변환식은?
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1s+1+6s2+3ss2+5+5s\dfrac{1}{s+1}+\dfrac{6}{s^2}+\dfrac{3s}{s^2+5}+\dfrac{5}{s}
2
1s+1+6s3+3ss2+4+5s\dfrac{1}{s+1}+\dfrac{6}{s^3}+\dfrac{3s}{s^2+4}+\dfrac{5}{s}
3
1s+1+5s2+3ss2+5+4s\dfrac{1}{s+1}+\dfrac{5}{s^2}+\dfrac{3s}{s^2+5}+\dfrac{4}{s}
4
1s+1+5s3+2ss2+4+4s\dfrac{1}{s+1}+\dfrac{5}{s^3}+\dfrac{2s}{s^2+4}+\dfrac{4}{s}
해설

각 항을 라플라스 변환 공식으로 따로 옮긴 뒤 더하면 된다. 지수함수는 L[eat]=1s+a\mathcal{L}[e^{-at}]=\dfrac{1}{s+a} 이므로 et1s+1e^{-t}\to\dfrac{1}{s+1} 이다.

거듭제곱은 L[tn]=n!sn+1\mathcal{L}[t^{n}]=\dfrac{n!}{s^{n+1}} 이므로 3t23×2!s3=6s33t^{2}\to 3\times\dfrac{2!}{s^{3}}=\dfrac{6}{s^{3}} 이 된다. 분모가 s3이고 분자가 6이라는 점이 판별의 핵심으로, 분모를 s2으로 쓰거나 분자를 5로 쓴 식은 여기서 걸러진다.

코사인은 L[cosωt]=ss2+ω2\mathcal{L}[\cos\omega t]=\dfrac{s}{s^{2}+\omega^{2}} 이고 ω=2 이므로 3cos2t3ss2+43\cos 2t\to\dfrac{3s}{s^{2}+4}(분모는 ω2=4), 상수는 55s5\to\dfrac{5}{s} 이다. 모두 더하면 F(s)=1s+1+6s3+3ss2+4+5sF(s)=\dfrac{1}{s+1}+\dfrac{6}{s^{3}}+\dfrac{3s}{s^{2}+4}+\dfrac{5}{s} 이다.

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