東北工業大学 情報通信工学科 中川研究室


ラプラス変換表

前のページより続く 問題を解くときに良く使うラプラス変換結果。 表にしておくと便利だよね。

関数そのままラプラス変換 関数にebtかけてからラプラス変換
ラプラス変換( ) =
1
-
s
ラプラス変換( ebt ) =
1
---
s-b
(ただしs>0のとき) (ただしs>bのとき)
ラプラス変換( t ) =
1
--
s2
ラプラス変換( ebtt ) =
1
--
(s-b)2
(ただしs>0のとき) (ただしs>bのとき)
ラプラス変換( sin( at ) ) =
a
-----
s2 + a2
ラプラス変換( ebtsin( at )) =
a
-----
(s-b)2 + a2
(ただしs>0のとき) (ただしs>bのとき)
ラプラス変換( cos( at ) ) =
s
-----
s2 + a2
ラプラス変換( ebtcos( at )) =
(s-b)
-----
(s-b)2 + a2
(ただしs>0のとき) (ただしs>bのとき)

移動法則 右側の欄は、左側の欄のsのところをs-bで置き換えただけの形になってますね。
ラプラス変換( cos( at ) ) などは、 sが2か所に出てきますが、両方s-bで置き換えてあります。
これをラプラス変換の移動法則といいます。

定義を考えれば当たり前のことで、

ラプラス変換( f(t) )

= ∫o e-st f(t) dt

ラプラス変換( ebtf(t) )

= ∫o e-st ebtf(t) dt
= ∫o e-( s- b) t f(t) dt
左欄のsのかわりにs-bが入った形

これを知っていると応用の幅が広がります。

デルタ関数と
単位関数
デルタ関数δ(t)にもいろいろありますが、
t=0のとき∞でそれ以外は0、だけど-∞から ∞まで積分すると面積が1、
という関数を、ディラックのデルタ関数δ(t)、または衝撃関数、または
インパルス関数、または単位インパルスなどと呼んでいます。
式で書くと
δ(t)= ∞ (t=0のとき) 
δ(t)= 0 (t≠0のとき)
そして
-∞+∞δ(t) dt = 1
このデルタ関数δ(t)のラプラス変換は重要

ラプラス変換( δ(t) )
= 1


もう一つ。

t=0にスイッチオンして、値が0 (off) から1 (on) に変わるような関数を
ヘビサイドの単位関数 U(t) などと呼んでいます。
U(t)
t
式で書くと
U(t)=  0 (t<0のとき) 
U(t)= 1/2 (t= 0のとき) 
U(t)=  1 (t>0のとき)
この単位関数U(t)のラプラス変換も重要
ラプラス変換( U(t) ) =
1
-
s
(ただしs>0のとき)
あれっ1のラプラス変換ラプラス変換( 1 ) と同じじゃない?
ラプラス変換の積分範囲はt>0だから、結局、1のラプラス変換と同じになります。
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