题目
t ≥ 0 时,单位加速度函数的时域表达式为( )。A. r(t)=1B. r(t)=t.C. r(t)= t^2)/(2) D. r(t)= 1)/(s^3)
t ≥ 0 时,单位加速度函数的时域表达式为( )。
A. r(t)=1
B. r(t)=t.
C. $$ r(t)= \\frac {t^{2}}{2}\ \ $$
D. $$ r(t)= \\frac {1}{s^{3}}\ \ $$
题目解答
答案
C. $$ r(t)= \\frac {t^{2}}{2}\ \ $$
解析
考查要点:本题主要考查对单位加速度函数时域表达式的理解,需要明确其与拉普拉斯变换的对应关系。
解题核心思路:
- 典型输入信号的时域形式:单位加速度函数是典型输入信号之一,其时域形式与单位阶跃、斜坡函数类似,但阶次更高。
- 拉普拉斯变换的关联:通过拉普拉斯变换的分母次数推导时域表达式。单位阶跃函数对应$\frac{1}{s}$,斜坡函数对应$\frac{1}{s^2}$,类推可得单位加速度函数对应$\frac{1}{s^3}$,其时域形式为$\frac{t^2}{2}$。
破题关键点:
- 排除干扰项:选项D是拉普拉斯域表达式,而非时域;选项B是斜坡函数,选项A是阶跃函数,均不符合“加速度”特性。
单位加速度函数的定义是二阶导数为单位阶跃函数的信号。具体推导如下:
-
单位阶跃函数:
$r(t) = 1 \quad (t \ge 0)$
对应拉普拉斯变换:
$\mathcal{L}\{r(t)\} = \frac{1}{s}$ -
单位斜坡函数(速度函数):
对单位阶跃函数积分一次,得到:
$r(t) = t \quad (t \ge 0)$
对应拉普拉斯变换:
$\mathcal{L}\{r(t)\} = \frac{1}{s^2}$ -
单位加速度函数:
对单位斜坡函数再积分一次,得到:
$r(t) = \int_0^t \tau \, d\tau = \frac{t^2}{2} \quad (t \ge 0)$
对应拉普拉斯变换:
$\mathcal{L}\{r(t)\} = \frac{1}{s^3}$
选项分析:
- 选项C:$\frac{t^2}{2}$ 是正确的时域表达式。
- 选项D:$\frac{1}{s^3}$ 是拉普拉斯域表达式,非时域形式。
- 选项A、B:分别为阶跃函数和斜坡函数,与“加速度”无关。