题目
求函数 F(s)= (s)/((s+1)(s+2)) 的拉普拉斯逆变换A. 以上都不对B. 2e^-2t - e^-tC. e^-2t - e^tD. e^-2t + e^-t
求函数 $F(s)= \frac{s}{(s+1)(s+2)}$ 的拉普拉斯逆变换
A. 以上都不对
B. $2e^{-2t} - e^{-t}$
C. $e^{-2t} - e^t$
D. $e^{-2t} + e^{-t}$
题目解答
答案
B. $2e^{-2t} - e^{-t}$
解析
考查要点:本题主要考查拉普拉斯逆变换的计算,特别是利用部分分式展开法将有理分式分解为简单分式之和,再结合标准拉普拉斯变换对求解。
解题核心思路:
- 分解分式:将给定的有理分式 $\frac{s}{(s+1)(s+2)}$ 分解为 $\frac{A}{s+1} + \frac{B}{s+2}$ 的形式。
- 确定系数:通过代入特定值或比较系数法求解 $A$ 和 $B$。
- 逐项求逆变换:利用标准拉普拉斯变换对 $\mathcal{L}^{-1}\left\{\frac{1}{s+a}\right\} = e^{-at}$,将分解后的分式转换为时间函数。
破题关键点:
- 正确分解分式是关键步骤,需注意代数运算的准确性。
- 符号处理:分解后的系数符号容易出错,需仔细验证。
将 $F(s) = \frac{s}{(s+1)(s+2)}$ 分解为部分分式:
假设 $\frac{s}{(s+1)(s+2)} = \frac{A}{s+1} + \frac{B}{s+2}$,通分后得:
$s = A(s+2) + B(s+1).$
步骤1:代入特定值求系数
- 令 $s = -1$,代入方程:
$-1 = A(-1+2) + B(-1+1) \implies -1 = A \implies A = -1.$ - 令 $s = -2$,代入方程:
$-2 = A(-2+2) + B(-2+1) \implies -2 = -B \implies B = 2.$
步骤2:分解分式
原式可表示为:
$F(s) = \frac{-1}{s+1} + \frac{2}{s+2}.$
步骤3:逐项求逆变换
根据拉普拉斯变换对 $\mathcal{L}^{-1}\left\{\frac{1}{s+a}\right\} = e^{-at}$,得:
$\mathcal{L}^{-1}\{F(s)\} = -e^{-t} + 2e^{-2t} = 2e^{-2t} - e^{-t}.$