L { sinωt }= ω s 2 + ω 2
L { cosωt }= s s 2 + ω 2
ラプラス変換の定義より
L { sinωt }= ∫ 0 ∞ e −st sinωtdt
= ∫ 0 ∞ ( − 1 s e − s t ) ' sin ω t d t
部分積分法を用いて
= [ − 1 s e − s t sin ω t ] 0 ∞ − ∫ 0 ∞ − 1 s e −st sinωt ' dt
= 1 s ∫ 0 ∞ e − s t ( ω cos ω t ) d t
= 1 s ∫ 0 ∞ ( − 1 s e − s t ) ' ω cos ω t d t
もう一度,部分積分法を用いて
= 1 s { [ − 1 s e − s t ω cos ω t ] 0 ∞ − ∫ 0 ∞ − 1 s e −st ωcosωt ′ dt
= 1 s { [ − 1 s e − s t ω cos ω t ] 0 ∞ − ∫ 0 ∞ 1 s e − s t ω 2 sin ω t d t }
= 1 s ( ω s − ω 2 s ∫ 0 ∞ e − s t sin ω t d t )
ここで
であることより
L{ sinωt } = 1 s ( ω s − ω 2 s L { sinωt } )
L { sinωt } = ω s 2 − ω 2 s 2 L { sinωt }
この方程式を L { sinωt } について解くと
L { sinωt }( 1+ ω 2 s 2 ) = ω s 2
L { sinωt }= ω s 2 (1+ ω 2 s 2 )
= ω s 2 + ω 2
L { cosωt } = ∫ 0 ∞ e −st cosωtdt
= ∫ 0 ∞ ( − 1 s e −st ) ' cosωtdt
= [ − 1 s e −st cosωt ] 0 ∞ − ∫ 0 ∞ ( − 1 s e −st ) ( cosωt ) ' dt
= [ − 1 s e −st cosωt ] 0 ∞ − ∫ 0 ∞ ( − 1 s e −st ) ( −ωsinωt )dt
= 1 s − ω s ∫ 0 ∞ e −st sinωtdt
= 1 s − ω s ∫ 0 ∞ ( − 1 s e −st ) ' sinωtdt
= 1 s − ω s { [ − 1 s e −st sinωt ] 0 ∞ − ∫ 0 ∞ ( − 1 s e −st ) ( sinωt ) ′ dt }
= 1 s − ω s { [ − 1 s e −st sinωt ] 0 ∞ + ∫ 0 ∞ 1 s e −st ωcosωtdt }
= 1 s − ω 2 s 2 ∫ 0 ∞ e −st cosωtdt
L { cosωt }= ∫ 0 ∞ e −st cosωtdt
であことより
L { cosωt } = 1 s − ω 2 s 2 L { cosωt }
この方程式を L { cosωt } について解くと
L { cosωt }( 1+ ω 2 s 2 ) = 1 s
L { cosωt } = 1 s( 1+ ω 2 s 2 )
= s s 2 + ω 2
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最終更新日: 2023年6月6日
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