東北工業大学 工学部情報通信工学科 中川研究室


たたみこみ(合成積)
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実際に、たたみこみの計算の練習をしてみましょう。

f( t ) = t と g( t ) = et のたたみこみを求めなさい。


f( t ) と g( t )とのたたみこみ f * g の定義は

f * g = ∫τ = 0τ = t f( t - τ ) g( τ ) dτ

ですから、ただ代入して計算すればいいだけなんですが、 f( t - τ ) のとこがピンと来ない方が多いようですね。

f( t ) =   t  という関数は
f(  ) = (   ) という意味です。だから
f( 0 ) = ( 0 ) だし
f( 1 ) = ( 1 ) だし
f( a ) = ( a ) だし
f( t - τ ) = ( t - τ ) なんです。

一方、
g( t ) = et というのは
g(  ) = e(  ) という意味です。だから
g( τ ) = e( τ ) ですね。

あとは f( t - τ ) のとこに( t - τ )を代入、
g( τ ) のとこに e τ を代入して 積分するだけです。

 f * g = ∫τ = 0τ = t ( t - τ ) eτ

高校で習った「部分積分」などを使うとあっさり出来ますね。
積分の中では、変数は τ だけで、 t は定数扱いということに気をつけて下さい。

部分積分も
忘れた?


f*g=g*f を使う
という手もあります
f*g=g*f を使うと、もっと楽に出来る時もあるかもしれません。
f * g のかわりに g * f を計算するなら、

g * f = ∫τ = 0τ = t g( t - τ ) f( τ ) dτ ですが、

ここで g( t - τ ) = e( t - τ ) = et e - τ 、 f( τ ) = τ を 代入すれば、

g * f = ∫τ = 0τ = t et e- τ τ dτ
ここで、et は定数扱いで外に出せるから
   = et ∫τ = 0τ = t e- τ τ dτ

こっちのほうが計算がちょっと速いかもね!(あんまりは変わらないけど)

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