東北工業大学 工学部情報通信工学科 中川研究室


ラプラス変換の合成法則

前のページより続く なんで たたみこみf*gのラプラス変換が
( f(t)とg(t)のたたみこみf*g ) = ( f ) ( g )
になるんでしょうか?

右辺から行ってみましょう。
たたみこみ ( f ) は、 f (t) に e-st かけてt=0から∞まで積分したもの、なので

( f ) = ∫o e-st f(t) dt
とかきますが、どうせ定積分なので実は変数 t はなんでも良く、
( f ) = ∫o e-sx f(x) dx
と書いたっていい訳です。同様に ( g ) は、
( g ) = ∫o e-sy g(y) dy
と書いたっていいですよね。

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ここで 掛け算してみましょう。
( f ) ( g )
= ∫x=o e-sx f(x) dx ∫y=o e-sy g(y) dy

前半は x の、後半は y の関数で、お互い関係ないです。結果をただ掛けただけ。

= x=o e-sx f(x) dx y=o e-sy g(y) dy

関係ないので、違う色にしてみました。

ここで、xの関数の部分は、後半の y の関数の部分にとっては 定数も同然ですから、積分の中に入れても構わず、

= ∫y=o e-sy x=o e-sx f(x) dx g(y) dy

さらに、 e-sy と g(y) は、 内側のxの積分にとっては 定数も同然ですから、積分の中に入れても構わず、

= ∫y=o  x=o e-sx  e-sy f(x) g(y) dx dy

できた式をしみじみ見ると、

= ∫y=o  ∫x=o  e-s(x+y) f(x) g(y) dx dy

e-s(x+y) f(x) g(y) という関数を、x:0 →∞, y:0 →∞,という2次元空間で重積分することを示しています。



102 103 = 105
e-sx e-sy = e-s(x+y)




つづく

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