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f(t)=u(t-a)-u(t-b)의 라플라스 변환은? | [전기산업기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기산업기사 필기] 15년 1회차
f(t)=u(t-a)-u(t-b)의 라플라스 변환은?
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1s(easebs)\dfrac{1}{s}(e^{-as}-e^{-bs})
2
1s(eas+ebs)\dfrac{1}{s}(e^{as}+e^{bs})
3
1s2(easebs)\dfrac{1}{s^2}(e^{-as}-e^{-bs})
4
1s2(eas+ebs)\dfrac{1}{s^2}(e^{as}+e^{bs})
해설

단위계단함수의 시간추이(지연) 정리를 적용하는 문제다. L[u(t)]=1s\mathcal{L}[u(t)]=\dfrac{1}{s} 이고, a만큼 지연된 함수는 L[u(ta)]=1seas\mathcal{L}[u(t-a)]=\dfrac{1}{s}e^{-as} 가 된다.

주어진 f(t)는 두 계단함수의 차이므로 F(s)=eassebss=1s(easebs)F(s)=\dfrac{e^{-as}}{s}-\dfrac{e^{-bs}}{s}=\dfrac{1}{s}\left(e^{-as}-e^{-bs}\right) 이다. 즉 분모는 s의 1승, 지수는 음(-as, -bs), 두 항은 차(−)로 묶인 형태여야 한다.

지수가 양(e+as)인 형태는 시간이 앞당겨진 함수의 변환이라 성립하지 않고, 분모가 s2인 형태는 램프함수 t·u(t)의 변환이므로 답이 될 수 없다. 참고로 f(t)는 t=a에서 1로 올라가 t=b에서 0으로 떨어지는 폭 (b−a)의 구형파 펄스다.

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