解答つきラプラス変換ワークシート

無料で印刷できるラプラス変換のワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

名前: ____________________   日付: ____________

1.やさしい
t (s)f(t)t = 0.25f(0.25) = ?

変換対の表を使って F(s) = 3/(s + 3) + 1/s の逆ラプラス変換 f(t) を求め、f(0.25) を計算せよ。

F(s) = 3/(s + 3) + 1/st = 0.25 s
f(0.25) =
2.やさしい
t (s)f(t)f(0⁺) = ?

ある信号 f(t) のラプラス変換が F(s) = (−s + 31)/(s² + 4s + 3) である。初期値の定理を用いて、t = 0 の直後の f(t) の値 f(0⁺) を求めよ。

F(s) = (−s + 31)/(s² + 4s + 3)
f(0⁺) =
3.ふつう
ReIm−1−2−3−4−5−6−7−8−91

F(s) = (5s + 32)/(s² + 10s + 16) である。その逆変換は f(t) = A·e−2t + B·e−8t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。

F(s) = (5s + 32)/(s² + 10s + 16)
A =
4.ふつう
ReIm−1−2−3−4−5−6−7−81

F(s) = (3s + 18)/(s² + 11s + 28) である。その逆変換は f(t) = A·e−4t + B·e−7t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。

F(s) = (3s + 18)/(s² + 11s + 28)
A =
5.むずかしい
ReIm−224

ある系が微分方程式 y″ + 6y′ + 25y = 4u′ + 9u で表される(入力 u(t)、出力 y(t))。その伝達関数 G(s) = Y(s)/U(s)(初期条件はゼロ)を求め、t = 0.25 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.25) を求めよ。

y″ + 6y′ + 25y = 4u′ + 9ut = 0.25 s
g(0.25) =
6.むずかしい
t (s)y(t)t = 0.1y(0.1) = ?

ある系が y″ + 7y′ + 10y = 20·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 10 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.1) を求めよ。

y″ + 7y′ + 10y = 20·u(t)u(t) = 10y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.1 s
y(0.1) =

解答

  1. 1. f(0.25) = 2.417
  2. 2. f(0⁺) = −1
  3. 3. A = 3.667
  4. 4. A = 2
  5. 5. g(0.25) = 0.7228
  6. 6. y(0.1) = 0.7961

ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。