Một tín hiệu f(t) có biến đổi Laplace F(s) = 28/(s(s² + 2s + 23)). Dùng định lý giá trị cuối để tìm giá trị f(∞) mà f(t) tiến tới.
Tìm f(∞)
Hiện các gợi ý
- Định lý giá trị cuối: f(∞) = lim s·F(s) khi s → 0.
- Trước hết kiểm tra rằng mọi cực của s·F(s) nằm trong nửa mặt phẳng trái, để f(t) thực sự tiến tới một giá trị ổn định.
- s·F(s) = 28/(s² + 2s + 23).
Hiện đáp án và lời giải từng bước
Biến đổi Laplace: F(s) = ∫₀∞ f(t)·e−st dt biến đạo hàm thành phép nhân với s: ℒ{f′} = sF(s) − f(0), ℒ{f″} = s²F(s) − s·f(0) − f′(0). Các cặp chuẩn: 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), và phép dịch s → s + σ nhân hàm theo thời gian với e−σt. Để biến đổi ngược một F(s) hữu tỉ, hãy tách thành các phân thức riêng: thặng dư của cực đơn p là A = [(s − p)·F(s)] tại s = p. Định lý giá trị cuối: f(∞) = lims→0 s·F(s), chỉ đúng khi mọi cực của s·F(s) nằm trong nửa mặt phẳng trái. Định lý giá trị đầu: f(0⁺) = lims→∞ s·F(s).
Kiểm tra định lý có áp dụng được không
Định lý chỉ đúng khi f(t) tiến tới một giá trị ổn định; một cực trên trục ảo hoặc trong nửa mặt phẳng phải sẽ cho đáp án sai.