國家安全情報人員考試三等考試-電子組(選試英文)工程數學111 年第 15 題單選題
利用拉普拉斯轉換(Laplace transform)解下列二階微分方程式 y′′−5y′+6y=2δ(t−1),y(0)=0,y′(0)=0,其中 δ(t) 為脈衝函數(unit impulse),對於 t>1,下列何者正確?
Ay=21e2(t−1)−21e3(t−1)
By=21e2(t−1)+21e3(t−1)正確答案
Cy=−21e2(t−1)−21e3(t−1)
Dy=−21e2(t−1)+21e3(t−1)
B正確答案
取Laplace後解出Y(s)=2e^(-s)/[(s-2)(s-3)],反轉換得t>1時y=-e^(2(t-1))+e^(3(t-1))
為什麼答案是 B
官方答案,但依計算係數應為±2而非±1/2,且第一項符號應為負
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完整詳解
Pro · 無限重點 取Laplace後解出Y(s)=2e^(-s)/[(s-2)(s-3)],反轉換得t>1時y=-e^(2(t-1))+e^(3(t-1))
1. 兩邊取Laplace:(s²-5s+6)Y(s)=2e^(-s)
2. Y(s)=2e^(-s)/[(s-2)(s-3)]
3. 部分分式:2/[(s-2)(s-3)]=-2/(s-2)+2/(s-3)
4. 反轉換(含u(t-1)):y=[-2e^(2(t-1))+2e^(3(t-1))]u(t-1)
5. t>1時:y=-2e^(2(t-1))+2e^(3(t-1))
6. 此結果與四選項皆不符,但官方答案為(B)
逐選項分析
A✕
係數1/2錯誤,且符號錯誤,正確應為-2與+2
B✓ 正確
官方答案,但依計算係數應為±2而非±1/2,且第一項符號應為負
D✕
符號方向正確(負正),但係數1/2錯誤,正確為2
注意脈衝強度2(非1),係數應為2非1/2;原題目可能為δ(t-1)/2或方程式右側為δ(t-1)