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终值定理的条件是:仅当在s平面的虚轴上及其右边都为解析时(原点除外),终值定理才可用。 A. 正确 B. 错误

终值定理的条件是:仅当在s平面的虚轴上及其右边都为解析时(原点除外),终值定理才可用。 A. 正确 B. 错误

我们先明确一下终值定理的标准条件。

在控制理论或信号与系统中,终值定理为:

limtf(t)=lims0sF(s)\lim_{t\to\infty} f(t) = \lim_{s\to 0} sF(s)

成立的条件是:

F(s)F(s) 的所有极点都必须在 左半平面(即 Re(s)<0\mathrm{Re}(s) < 0);

或者最多允许在 s=0s=0 处有一个单极点。

如果在 s=0s=0 以外,虚轴(Re(s)=0\mathrm{Re}(s) = 0)或右半平面(Re(s)>0\mathrm{Re}(s) > 0)存在极点,则终值定理 不适用(因为 tt\to\infty 时系统可能发散或振荡,终值不是有限常数)。

题目里说“仅当在 s 平面的虚轴上及其右边都为解析时(原点除外),终值定理才可用”,这是错误的。
因为虚轴上有极点(例如 s=±jωs = \pm j\omega 处有单极点)时,终值定理不能直接得到稳态常数,会得到错误结果。
并且“虚轴上及其右边都为解析”其实意味着极点只能严格在左半开平面(除了可能允许的原点单极点),但描述成“虚轴上及其右边都解析”的说法不准确,实际上虚轴上如果有极点(除了原点),就不满足条件。

关键点:

终值定理适用条件:除了可能在 s=0s=0 处有一个单极点外,其他极点必须有负实部(左半平面)。

如果“虚轴上及其右边都为解析”,意味着极点不在虚轴和右半平面,极点只能在左半平面(原点除外可能是极点),这其实符合终值定理适用条件。
但题目这句话的表达是“仅当在 s 平面的虚轴上及其右边都为解析时(原点除外),终值定理才可用”。

我们仔细看:“虚轴上及其右边都为解析”意味着在虚轴上解析(不含极点),在右半平面解析(不含极点),即极点只能在左半开平面,原点可以是极点也可以不是(因为原点除外)。

这实际上 确实是终值定理可用的条件。但是题目表述容易引起误解,因为很多人记住的是“极点必须都在左半平面(除了可能允许的原点单极点)”,而不是“虚轴上和右半平面解析”。但两者等价。

但是要注意:原点可以是极点,解析性“原点除外”就是指可以不解析(可以有极点)。
检查起来就是:

如果虚轴上其他地方有极点(比如 s=±jωs=\pm j\omega),那么不满足虚轴上解析(原点除外),因此不满足条件。

如果右半平面有极点,不满足右边解析,不满足条件。

所以这样表述 从数学上等价于 通常的终值定理条件。因此这个说法其实是 正确 的。

然而从常见考试题的表述来看,有些教材会说“终值定理条件:除了在原点处可以有单极点外,sF(s)sF(s) 的所有极点必须位于左半平面”,而这里描述成“虚轴上及右边解析(原点除外)”虽然逻辑上等价,但是这种说法在教学中少见,容易让人误解为“虚轴上可以有极点(只要解析)”。

如果出题者的意思是 必须要在整个虚轴(包括非原点)都解析,那么确实不允许虚轴上有极点,这和传统条件一致。

不过在本题中,由于是判断题,且原话直接说 “……解析时(原点除外),终值定理才可用” 正是条件的另一种表达方式,因此我认为 正确 是答案。

但是很多网上题库或学生常犯的误解是,以为“虚轴上有极点也可以用终值定理”,其实不可以。而题目说的“虚轴上及其右边为解析”意味着虚轴上不能有极点(原点除外),所以条件一致。

我们来看选项:A 正确,B 错误。
根据严格推理,这句话等价于终值定理条件,因此 A 正确

但有些同学直接背结论“终值定理条件要求极点都在左半平面(原点允许单极点)”,看到这句话“虚轴上及其右边都为解析(原点除外)”时,会误会成“要求极点只在左半平面+原点单极点”,发现也是这个意思,所以还是选正确。

所以答案应是:

A\boxed{A}

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