しろねこらぼ(旧)

しろねこの気まぐれ技術日記

初期値の定理

時間関数x(t)について、t=0の値をラプラス変換により得られた結果X(s)より直接求める場合初期値の定理を用いると便利である。
\begin{align}
\int_{0}^{\infty} \dfrac{dx(t)}{dt} e^{-st} dt = sX(s) - x(0)
\end{align}
両辺の極限をとって
\begin{align}
\lim_{s \to \infty} \int_{0}^{\infty} \dfrac{dx(t)}{dt} e^{-st} dt =\lim_{s \to \infty} \left \{ sX(s) - x(0) \right \}
\end{align}
ここで左辺は明らかに
\begin{align}
\lim_{s \to \infty} \int_{0}^{\infty} \dfrac{dx(t)}{dt} e^{-st} dt =0
\end{align}
より
\begin{align}
\lim_{s \to \infty} \left \{ sX(s) - x(0) \right \} = 0
\end{align}
これより
\begin{align}
\lim_{s \to \infty} sX(s) = \lim_{t \to 0} x(t)
\end{align}
を得る。この結果を初期値の定理という。