工学数学 2:直前対策パック

公式集、全トピックの解法の要点、16 問の演習問題。完全な解答は巻末にあります。

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1公式と解法

微分方程式

指数関数的な増加・減少
dy/dt = ky → y = y0ekt
半減期
k = ln 2 / t½
ニュートンの冷却法則
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
積分因子
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
混合タンク
dm/dt = r·c − (r/V)·m

行列と行列式

2×2 の行列式
det = ad − bc
2×2 の逆行列
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
製品
(AB)ij = Σk AikBkj
固有値
det(A − λI) = 0
クラメルの公式
xi = det(Ai)/det(A)

ベクトル:内積と外積

大きさ
|a| = √(ax² + ay² + az²)
単位ベクトル
û = a/|a|
角度から成分を求める
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
内積
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
a の b 上へのスカラー射影
a·b/|b|
仕事
W = F·d
外積
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
面積
平行四辺形 |a × b|, 三角形 ½|a × b|
O まわりのモーメント
MO = r × F, r = A − O
平行六面体の体積
V = |a·(b × c)|

解き方

  1. すべてのベクトルを成分で書きます。大きさと角度で与えられた力には F·cos θ と F·sin θ を使います。
  2. 長さと向きには、大きさ √(x² + y² + z²) と単位ベクトル a/|a| を使います。
  3. 角度、射影、垂直性、仕事には内積を使います:a·b = |a||b|cos θ。
  4. 垂直なベクトル、面積、モーメントには外積を使います:3 つの成分を慎重に書き、順序 a × b を守ります。

積分

べき乗の微分
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
定積分
∫ab f dx = F(b) − F(a)
主な不定積分
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
曲線で囲まれた面積
∫ab (f − g) dx

解き方

  1. できれば被積分関数を簡単な項の和に書き直します。
  2. べき乗の積分公式を適用します:∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1)。ex、1/x、sin、cos には基本の積分公式を使います。
  3. 関数とその導関数が一緒に現れていたら置換積分を使います。
  4. 定積分では F(b) − F(a) を計算します。

多変数の微分積分

偏導関数
fx = ∂f/∂x (y constant), fxy = fyx
勾配
∇f = (fx, fy), largest slope |∇f|
方向微分
Duf = ∇f·u, u = v/|v|
接平面
z = f(a, b) + fx(x − a) + fy(y − b)
連鎖律
dz/dt = fx·dx/dt + fy·dy/dt
2 階微分判定法
D = fxxfyy − fxy²: D > 0, fxx > 0 minimum; D > 0, fxx < 0 maximum; D < 0 saddle
二重積分
∬R f dA = ∫ab∫g(x)h(x) f dy dx
極座標
x = r cos θ, y = r sin θ, dA = r dr dθ

解き方

  1. 偏導関数では、もう一方の変数を定数として扱い、1 変数の規則を使いましょう。
  2. 勾配の問題では、その点で ∇f = (fx, fy) を計算します。最も急な傾きには |∇f| を、方向微分には単位ベクトル u との ∇f·u を使います。
  3. 極値では fx = 0 と fy = 0 を同時に解き、そのあとすべての点を D = fxx·fyy − fxy² で分類します。
  4. 二重積分では、領域を描き、内側の限界が境界の曲線になるように順序(円板なら極座標)を選び、内側から先に積分します。

数列と級数

等差数列
aₙ = a₁ + (n − 1)d, Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2
等比数列
aₙ = a₁rⁿ⁻¹, Sₙ = a₁(1 − rⁿ)/(1 − r)
無限等比級数
S = a₁/(1 − r), |r| < 1
p 級数
Σ1/kᵖ converges only for p > 1
比判定法
L = lim |ak+1/ak|: L < 1 converges, L > 1 diverges
収束半径
R = lim |ck/ck+1|
テイラー多項式
Pₙ(x) = Σ f⁽ᵏ⁾(a)(x − a)ᵏ/k!
マクローリン級数
eˣ = Σxᵏ/k!, sin x = x − x³/3! + …, cos x = 1 − x²/2! + …, ln(1 + x) = x − x²/2 + …
ラグランジュの誤差評価
|Rₙ| ≤ M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!

解き方

  1. 種類を見極めましょう:等差(一定の差)、等比(一定の比)、標準的な級数、べき級数、テイラー多項式。
  2. 和には Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2、Sₙ = a₁(1 − rⁿ)/(1 − r)、または |r| < 1 のとき S = a₁/(1 − r) を使います。a₁ はその和の最初の項です。
  3. 収束については:まず第 n 項判定法、次に Σ1/kᵖ や等比級数との比較を行い、階乗や k 乗には比判定法か根判定法を使います。
  4. テイラー多項式では、f(a)、f′(a)、f″(a)、… を並べ、第 k 階導関数を k! で割り、誤差を M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)! で評価します。

たたみ込みと LTI システム

離散たたみ込み
y[n] = Σ x[k]·h[n − k]
連続たたみ込み
y(t) = ∫ x(τ)·h(t − τ) dτ
長さと和
Ly = Lx + Lh − 1, Σy = Σx·Σh
始まり、終わり、面積
t1 + t3 … t2 + t4, ∫y = ∫x·∫h
e^(−at)u(t) へのステップ入力
y(t) = (A/a)(1 − e−at)
1 次系
y′ + a·y = b·x → h(t) = b·e−atu(t)
1 次の漸化式
y[n] = a·y[n − 1] + b·x[n] → h[n] = b·aⁿ
h(t) を通る正弦波
|H(jω)|, ∠H(jω); H(jω) = b/(a + jω)
フーリエ級数の振幅
方形波 ±A:4A/(kπ)、奇数 k;三角波 ±A:8A/(π²k²)、奇数 k;パルス列:A·D と (2A/(kπ))|sin kπD|

解き方

  1. 2 つの信号をスケッチし、それぞれが 0 でない範囲を書き込みます。
  2. h を反転してずらします:各出力時刻について、両方の信号が重なる範囲を求めます。
  3. その重なりの範囲だけで、掛けて足し合わせる(離散)か、掛けて積分します(連続)。
  4. 結果を確認しましょう:出力は開始時刻の和から始まり、終了時刻の和で終わり、その面積または和は、入力の面積または和の積になります。

2演習問題

1.微分方程式ふつう
t (min)T (°C)6Ta​13 °C

5 °C の缶ジュースを冷蔵庫から 28 °C の部屋に出します。 6 分後の温度は 13 °C です。 温度はニュートンの冷却法則 dT/dt = −k·(T − Tₐ) に従います。 定数 k を min⁻¹ で求めなさい。

T0 = 5 °CTa = 28 °CT(6) = 13 °C
k = min⁻¹
2.微分方程式むずかしい
xy13(1, 1)y(3) = ?

x > 0 で初期値問題 y′ + 2y/x = 3x2、y(1) = 1 を解きなさい。y(3) を求めなさい。

y′ + 2y/x = 3x2y(1) = 1
y(3) =
3.行列と行列式ふつう
A =321−6B =62−41

示された行列について C = AB とします。成分 c21(第 2 行、第 1 列)を求めなさい。

A = [3 2; 1 −6]B = [6 2; −4 1]
c21 =
4.行列と行列式むずかしい
A =−4142b =−9−12

連立方程式 −4x + y = −9、4x + 2y = −12 を解きなさい。x を求めなさい。

−4x + y = −94x + 2y = −12
x =
5.ベクトル:内積と外積ふつう
xyzab

ベクトル a = (−1, −2, −5) と b = (0, −5, −2) のなす角 θ を度で求めよ。

a = (−1, −2, −5)b = (0, −5, −2)
θ = °
6.ベクトル:内積と外積むずかしい
xyzabc

1 つの頂点から出る辺が a = (−2, 0, 3)、b = (−5, 4, 0)、c = (3, 5, 4) である平行六面体の体積 V を求めよ。

a = (−2, 0, 3)b = (−5, 4, 0)c = (3, 5, 4)
V =
7.積分ふつう
xy11.5y = x ln x

I = ∫₁1.5 x·ln x dx を計算しなさい。

∫₁1.5 x ln x dx
I =
8.積分むずかしい
xy−11

放物線 y = 1 − x² と x 軸で囲まれた部分の面積 A を求めなさい。

y = 1 − x²
A =
9.多変数の微分積分ふつう

z = −4x²y − 3x³ − 4y³ − 2xy、x = −t − 2、y = −2t² + 1 です。連鎖律を使って、t = 0 での dz/dt を求めてください。

z = −4x²y − 3x³ − 4y³ − 2xyx = −t − 2y = −2t² + 1t = 0
dz/dt =
10.多変数の微分積分むずかしい
xyy = xy = x²11

放物線 y = x² と直線 y = x の間の領域 R について、I = ∬R xy dA を計算してください。

y = x²y = xf = xy
I =
11.数列と級数ふつう
k|aₖ|¹ᐟᵏ123456789101112

Σk=1∞ ((2k + 3)/(5k + 3))ᵏ に根判定法を適用してください。L = lim |ak|1/k を求めてください。

ak = ((2k + 3)/(5k + 3))ᵏ
L =
12.数列と級数むずかしい

f(x) = cos x を、x = 0.3 で 3 次のマクローリン多項式で近似します。M = 1 としてラグランジュの誤差評価 M·|x|ⁿ⁺¹/(n + 1)! を使い、誤差の最大値 |R₃| を求めてください。

f(x) = cos xn = 3x = 0.3M = 1
|R₃| =
13.ラプラス変換ふつう
t (s)f(t)t = 0.2f(0.2) = ?

F(s) = (2s + 24)/(s² + 8s + 16) の f(t) を求め、f(0.2) を計算せよ。

F(s) = (2s + 24)/(s² + 8s + 16)t = 0.2 s
f(0.2) =
14.ラプラス変換むずかしい
t (s)y(t)t = 0.4y(0.4) = ?

ある系が y″ + 7y′ + 6y = 18·u(t) に従う。系は静止状態(y(0) = 0、y′(0) = 0)から始まり、入力は t ≥ 0 で大きさ 5 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.4) を求めよ。

y″ + 7y′ + 6y = 18·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.4 s
y(0.4) =
15.たたみ込みと LTI システムふつう
x(t)t2h(t)t0.51

システムのインパルス応答は h(t) = e−2tu(t) です。入力はステップ x(t) = 2·u(t) です。t = 2 s での出力 y(2) を求めなさい。

h(t) = e−2tu(t)x(t) = 2·u(t)t = 2 s
y(2) =
16.たたみ込みと LTI システムむずかしい
5cos(4t)h(t) = 5e−2t​u(t)y(t)

入力 x(t) = 5·cos(4t) が、h(t) = 5·e−2tu(t) のシステムに加えられます。入力に対する定常出力の位相 φ を、度で求めなさい。

h(t) = 5e−2tu(t)x(t) = 5cos(4t)
φ = °

3溶液

1.微分方程式

答え: k = 0.07124 min⁻¹

1 階微分方程式:dy/dt = k·y の解は y = y₀·ekt です(k > 0 なら増加、k < 0 なら減少)。半減期 T からは k = ln 2/T が得られます。ニュートンの冷却法則 dT/dt = −k·(T − Tₐ) からは T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt が得られます。線形方程式 y′ + p(x)·y = q(x) は積分因子 μ = e∫p dx を使って解きます:(μy)′ = μq なので、μy = ∫μq dx + C です。

温度差の比

e−6k = -15/-23

k について解く

k = ln(-23/-15)/6 = 0.07124 min⁻¹

答え

k = 0.07124 min⁻¹
2.微分方程式

答え: y(3) = 16.24

1 階微分方程式:dy/dt = k·y の解は y = y₀·ekt です(k > 0 なら増加、k < 0 なら減少)。半減期 T からは k = ln 2/T が得られます。ニュートンの冷却法則 dT/dt = −k·(T − Tₐ) からは T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt が得られます。線形方程式 y′ + p(x)·y = q(x) は積分因子 μ = e∫p dx を使って解きます:(μy)′ = μq なので、μy = ∫μq dx + C です。

積分因子

μ = e∫2/x dx = x2

積分する

(x2y)′ = 3x4 → x2y = 3x5/5 + C

初期条件

1 = 3/5 + C → C = 0.4

計算する

y(3) = (3·35/5 + 0.4)/32 = 16.24

答え

y(3) = 16.24
3.行列と行列式

答え: c21 = 30

行列:2×2 行列の行列式は ad − bc です。3×3 では 1 つの行に沿って展開します:各成分に、その行と列を除いた 2×2 行列の行列式を掛け、符号は + − + と交互にします。固有値 λ は det(A − λI) = 0 を満たし、2×2 では λ² −(トレース)·λ + det = 0 です。

行 × 列

c21 = 1·6 + (−6)·(−4) = 30

答え

c21 = 30
4.行列と行列式

答え: x = 0.5

行列:2×2 行列の行列式は ad − bc です。3×3 では 1 つの行に沿って展開します:各成分に、その行と列を除いた 2×2 行列の行列式を掛け、符号は + − + と交互にします。固有値 λ は det(A − λI) = 0 を満たし、2×2 では λ² −(トレース)·λ + det = 0 です。

係数行列の行列式

det A = (−4)·2 − 1·4 = −12

x の列を置き換える

det Aₓ = (−9)·2 − 1·(−12) = −6
x = −6/(−12) = 0.5

答え

x = 0.5
y = −7
5.ベクトル:内積と外積

答え: θ = 47.31 °

Dot product: a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, a scalar. It gives the angle between two vectors, cos θ = a·b/(|a|·|b|), and it is zero when they are perpendicular. The scalar projection of a onto b is a·b/|b|, and a constant force F moving through a displacement d does work W = F·d.

内積

a·b = (−1)·0 + (−2)·(−5) + (−5)·(−2) = 20

大きさ

|a| = √((−1)² + (−2)² + (−5)²) = 5.477
|b| = √(0² + (−5)² + (−2)²) = 5.385

位相角

cos θ = 20/(5.477·5.385) = 0.6781
θ = arccos(0.6781) = 47.31°

答え

θ = 47.31°
6.ベクトル:内積と外積

答え: V = 143

Cross product: a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) is perpendicular to both vectors, and |a × b| = |a|·|b|·sin θ is the area of the parallelogram they span (the triangle has half of it). Order matters: b × a = −(a × b). The moment of a force F applied at point A about point O is MO = r × F, with r = A − O.

外積 b × c

(b × c)x = bycz − bzcy = 4·4 − 0·5 = 16
(b × c)y = bzcx − bxcz = 0·3 − (−5)·4 = 20
(b × c)z = bxcy − bycx = (−5)·5 − 4·3 = −37

a との内積

a·(b × c) = (−2)·16 + 0·20 + 3·(−37) = −143
V = |−143| = 143

答え

V = 143
7.積分

答え: I = 0.1436

部分積分:∫u·dv = u·v − ∫v·du。積の微分公式から導かれます。u には、微分すると簡単になるほうの因子(x のべき乗や ln x)を選び、dv には、積分できるほうの因子(eˣ、sin x、cos x、または u = ln x のときの x)を選びます。定積分では、u·v を両端で評価します:∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du。因子 x² があるときは 2 回行います。

u と dv を選ぶ

u = ln x, du = dx/x; dv = x dx, v = x²/2

原始関数

∫x ln x dx = (x²/2)ln x − ∫(x/2) dx = (x²/2)ln x − x²/4

極限

(1.125·ln 1.5 − 0.5625) − (0 − 0.25) = 0.1436

答え

I = 0.1436
8.積分

答え: A = 1.333

定積分:∫ₐᵇ f(x) dx は、a から b までのグラフと x 軸の間の符号付き面積です。原始関数 F(F′ = f)を求め、F(b) − F(a) を計算します。べき乗の法則:∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1)。2 曲線の間の面積は ∫(上 − 下) dx です。

零点

1 − x² = 0 → x = ±1

積分する

A = [1x − x³/3]−11 = 0.6667 − (−0.6667) = 1.333

答え

A = 1.333
9.多変数の微分積分

答え: dz/dt = 22

勾配:∇f = (fx, fy) は最も急に増加する方向を向き、|∇f| は変化率の最大値です。方向 v に沿った方向微分は、単位ベクトル u = v/|v| を用いて Duf = ∇f·u です。点 (a, b) での接平面は z = f(a, b) + fx(a, b)(x − a) + fy(a, b)(y − b) で、その点の近くでの f の線形近似を与えます。連鎖律:dz/dt = fx·dx/dt + fy·dy/dt。

点と変化率

x(0) = −2, y(0) = 1
dx/dt = −1, dy/dt = −4t = 0

偏導関数

fx = −8xy − 9x² − 2y = −22
fy = −4x² − 12y² − 2x = −24

連鎖律

dz/dt = (−22)·(−1) + (−24)·0 = 22

答え

dz/dt = 22
10.多変数の微分積分

答え: I = 0.04167

臨界点と二重積分:臨界点では fx = fy = 0 です。D = fxxfyy − fxy² を用いた 2 階微分判定法:D > 0 かつ fxx > 0 なら極小、D > 0 かつ fxx < 0 なら極大、D < 0 なら鞍点、D = 0 なら何も決まりません。一般の領域上の二重積分では、内側の積分の限界を領域を囲む曲線にします。円板や扇形では極座標 x = r cos θ、y = r sin θ、dA = r dr dθ を使います(係数 r を忘れないでください)。

交点

x² = x → x = 0, x = 1

内側の積分

∫x²x xy dy = x·(x² − x⁴)/2

外側の積分

I = ∫01 (x³ − x⁵)/2 dx = 0.04167

答え

I = 0.04167
11.数列と級数

答え: L = 0.4

収束:項が 0 に近づかなければ、級数は発散します(第 n 項判定法)。Σ1/kᵖ が収束するのは p > 1 のときだけで、Σrᵏ が収束するのは |r| < 1 のときだけです。k が大きいときに項がこれらと同じようにふるまうなら、級数をこれらと比較します。比判定法:L = lim |ak+1/ak|、根判定法:L = lim |ak|1/k。L < 1 なら収束、L > 1 なら発散、L = 1 なら何も決まりません。べき級数 Σck(x − x₀)ᵏ は |x − x₀| < R で収束し、R = lim |ck/ck+1| です。項が 0 に減少していく交代級数は収束します。

項の累乗根

|ak|1/k = (2k + 3)/(5k + 3) → 2/5

結論

L = 0.4 < 1

答え

L = 0.4

L < 1 なので、級数は収束します。

12.数列と級数

答え: |R₃| = 0.0003375

テイラー多項式:x = a の近くで、滑らかな関数は Pₙ(x) = f(a) + f′(a)(x − a) + f″(a)(x − a)²/2! + … + f⁽ⁿ⁾(a)(x − a)ⁿ/n! で近似されます。a = 0 のときがマクローリン多項式です。標準的な級数:eˣ = Σxᵏ/k!、sin x = x − x³/3! + x⁵/5! − …、cos x = 1 − x²/2! + x⁴/4! − …、ln(1 + x) = x − x²/2 + x³/3 − …、1/(1 − x) = Σxᵏ。ラグランジュの誤差評価:|f(x) − Pₙ(x)| ≤ M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!。ここで M は a と x の間での |f⁽ⁿ⁺¹⁾| の最大値です。

導関数の評価

M = 1

ラグランジュの評価

|R₃| ≤ 1·0.3⁴/4! = 0.0003375

答え

|R₃| = 0.0003375

真の誤差はもっと小さくなります:|f(0.3) − P₃(0.3)| = 0.0003365。

13.ラプラス変換

答え: f(0.2) = 2.337

ラプラス変換:F(s) = ∫₀∞ f(t)·e−st dt は、微分を s の掛け算に変えます:ℒ{f′} = sF(s) − f(0)、ℒ{f″} = s²F(s) − s·f(0) − f′(0)。基本的な変換対:1 ↔ 1/s、e−at ↔ 1/(s + a)、t·e−at ↔ 1/(s + a)²、sin ωt ↔ ω/(s² + ω²)、cos ωt ↔ s/(s² + ω²)。また、s → s + σ のシフトは、時間関数に e−σt を掛けることに対応します。有理式 F(s) を逆変換するには部分分数に分解します。単極 p の留数は A = [(s − p)·F(s)] の s = p での値です。最終値の定理:f(∞) = lims→0 s·F(s)。これは s·F(s) のすべての極が左半平面にあるときに限り成り立ちます。初期値の定理:f(0⁺) = lims→∞ s·F(s)。

分母を因数分解する

s² + 8s + 16 = (s + 4)²

部分分数展開

2s + 24 = 2(s + 4) + 16
F(s) = 2/(s + 4) + 16/(s + 4)²

逆変換

f(t) = 2·e−4t + 16·t·e−4t
f(0.2) = (2 + 16·0.2)·e−4·0.2 = 2.337

答え

f(0.2) = 2.337
14.ラプラス変換

答え: y(0.4) = 3.206

ラプラス変換:F(s) = ∫₀∞ f(t)·e−st dt は、微分を s の掛け算に変えます:ℒ{f′} = sF(s) − f(0)、ℒ{f″} = s²F(s) − s·f(0) − f′(0)。基本的な変換対:1 ↔ 1/s、e−at ↔ 1/(s + a)、t·e−at ↔ 1/(s + a)²、sin ωt ↔ ω/(s² + ω²)、cos ωt ↔ s/(s² + ω²)。また、s → s + σ のシフトは、時間関数に e−σt を掛けることに対応します。有理式 F(s) を逆変換するには部分分数に分解します。単極 p の留数は A = [(s − p)·F(s)] の s = p での値です。最終値の定理:f(∞) = lims→0 s·F(s)。これは s·F(s) のすべての極が左半平面にあるときに限り成り立ちます。初期値の定理:f(0⁺) = lims→∞ s·F(s)。

方程式を変換する

Y(s) = 90/(s(s + 1)(s + 6))

部分分数展開

A = 90/(1·6) = 15
B = 90/((−1)·5) = −18
C = 90/((−6)·(−5)) = 3

排泄量

y(t) = 15 − 18·e−t + 3·e−6t
y(0.4) = 3.206

答え

y(0.4) = 3.206
15.たたみ込みと LTI システム

答え: y(2) = 0.9817

連続たたみ込み:y(t) = ∫ x(τ)·h(t − τ) dτ。h を反転し、位置 t までずらし、重なる部分の積を積分します。因果的な信号では、積分は 0 から t までです。役に立つ結果:y の面積は x の面積と h の面積の積です。x が t₁ から t₂ まで、h が t₃ から t₄ まで続くなら、y は t₁ + t₃ から t₂ + t₄ まで続きます。h(t) = e−atu(t) と高さ A のステップ入力では、y(t) = (A/a)(1 − e−at) です。

ステップとのたたみ込み

y(t) = 2·∫₀ᵗ e−2τ dτ = (2/2)·(1 − e−2t)

計算する

y(2) = 1·(1 − e−4) = 0.9817

答え

y(2) = 0.9817
16.たたみ込みと LTI システム

答え: φ = −63.43 °

インパルス応答とフーリエ級数:インパルス応答 h(t) は LTI システムを完全に表します:y′ + a·y = b·x では h(t) = b·e−atu(t)、y[n] = a·y[n − 1] + b·x[n] では h[n] = b·aⁿu[n] です。正弦波 cos ωt は、ゲイン |H(jω)| と位相 ∠H(jω) をもって通過します(H は h のフーリエ変換)。周期信号は k/T の高調波の和です:±A の方形波は奇数次の高調波だけをもち、振幅は 4A/(kπ)、ピーク A の三角波は 8A/(π²k²)、高さ A でデューティ比 D のパルス列は平均値 A·D と高調波 (2A/(kπ))·|sin(kπD)| をもちます。

周波数応答

H(jω) = 5/(2 + jω)

入力周波数での位相

φ = −atan(4/2) = −63.43°

答え

φ = −63.43°

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