ラプラス変換の問題について教えてください

このQ&Aのポイント
  • ラプラス変換の問題について分からない問題があります。
  • 積分方程式を満たす関数x(t)を求めるための手順を教えてください。
  • 分母と分子を整理することでラプラス変換を解く方法について学びましたが、どこで間違っているのか分かりません。
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ラプラス変換の問題 教えてください 

ラプラス変換の問題について分からない問題があります。 次の積分方程式を満たす関数x(t)を求めよ  x(t) = 4∫[0→t] x(τ)×cos2(t-τ)dτ +1 上の問題が分かりません。 最初は右式の∫内を畳み込みを使って展開して、   x(t) = 4{x(t) * cos2t} +1 となりますよね? 次に両辺をラプラス変換して、   X(s) =4{X(s) × (s/s^2 + 4)} + (1/s) 右辺のX(s) を左辺に持ってきて、  X(s) - X(s) × (4s/s^2 +4) = 1/s {1 - (4s/s^2 +4)}X(s) = 1/s {(s^2 -4s +4) / s^2 +4}X(s) = 1/s {(s-2)^2 / (s^2 +4)}X(s) = 1/s X(s) = {(s^2 +4) / (s-2)^2} ×(1/s) というところまでは来ました。 しかしこの後からどうすればいいのか分かりません。 計算しても答えに合わず、もしかしたらどこかで間違っているのかもしれませんが、 どこで間違っているのかもよくわかりません。 お願いいたします。

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  • info22_
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回答No.1

>X(s) = {(s^2 +4) / (s-2)^2} ×(1/s) ここまで合っています。 部分分数分解して X(s)=1/s+4/(s-2)^2 逆ラプラス変換して x(t)=L^-1(1/s)+4e^(2t)L^-1(1/s^2)=1+4te^(2t) (t≧0) ...(★) [検算] (★)が正しいかは(※)の式を満たすことで確認できます。 このx(t)を  x(t) = 4∫[0→t] x(τ)×cos(2(t-τ))dτ +1 ...(※) の右辺に代入すると 右辺=4∫[0→t] {1+4te^(2t)}×cos(2(t-τ))dτ +1 これを計算すると  =1+4te^(2t) となって左辺に等しくなり、求めたx(t)が(※)を満たし、合っていることが分かる。

zinrou
質問者

お礼

あっていました。 ありがとうございます

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