拉普拉斯變換

變換表查表(transform-table lookup)

沒有人每次都從定義積分去算拉普拉斯變換——那就像你已會九九乘法表卻還在做長乘法。取而代之的是,那幾個基本部件函數的變換,加上那幾條運算規律,被收進一張簡短的對照表裡,而幾乎所有拉普拉斯工作都是正讀與反讀那張表。

一張變換表有兩欄:一邊是時間函數 f(t),另一邊是它的變換 F(s)。核心的那幾列就是你已遇過的——1 對 1/s、t^n 對 n!/s^(n+1)、e^(at) 對 1/(s - a)、sin(at) 對 a/(s^2 + a^2)、cos(at) 對 s/(s^2 + a^2),以及雙曲那一對——再加上運算規律(線性、平移定理、導數規律)。要變換一個函數,你找到它的列,往右讀過去。要反演,你找到對得上的 F(s) 形狀,往左讀過去。這項技能不在於背一張巨表;而在於把那幾個核心列爛熟於心,再用規律把它們延展去涵蓋其餘一切。

初學者錯過的關竅是:表是為精確形狀而寫的,所以把你的式子弄到對上某一列才是大部分的工作。表裡列出 s/(s^2 + a^2) 對應餘弦;若你手上是 s/(s^2 + 2s + 5),你必須先配方成 (s + 1)/((s + 1)^2 + 4) 並施加平移規律,才有列對得上。所以查表與其說是關於表本身,不如說是關於那讓你能用上它的代數重塑——但一旦某塊對上,答案立刻就出來。

要反演 3/(s^2 + 25):表中正弦的列是 a/(s^2 + a^2)。這裡 a^2 = 25 所以 a = 5,該列給出 5/(s^2 + 25) 對應 sin(5t)。調整常數:3/(s^2 + 25) = (3/5)[5/(s^2 + 25)] 反演成 (3/5) sin(5t)。

先對上該列的精確形狀,再調整前面的常數。

各種表在慣例與所列規律上有所不同,有些只標明變換積分的下限為 0。務必檢查常數因子——某列給出 a/(s^2 + a^2),所以反演時分子 a 得由你自己補上。

又称
using a transform tabletable method查變換表查表法