Exercícios Resolvidos de Cálculo de Transformada de Laplace

Ver Teoria

Enunciado

Considere f t definida para 0 ≤ t ≤ ∞ . A Transformada de Laplace de   f t é dada pela fórmula F s =     L f t = ∫ 0 ∞ f t e - s t d t .

Determine L { e 4 t } .

Passo 1

Fala aí!! Essa questão quer que a gente calcule a transformada de Laplace da função e 4 t usando a fórmula.

L e 4 t = ∫ 0 ∞ e 4 t e - s t d t = ∫ 0 ∞ e ( 4 - s ) t d t

Como é um integral imprópria, vamos substituir o limite superior ( ) por um k e em seguida aplicar o limite para quando k → ∞ da seguinte forma:

lim k → ∞ ⁡ ∫ 0 k e 4 - s t d t = lim k → ∞ ⁡ e 4 - s t 4 - s 0 k = lim k → ∞ ⁡ e 4 - s k 4 - s - 1 4 - s  

Agora, vamos aplicar o limite. No primeiro termo e 4 - s k 4 - s , se tivermos s < 4 , o limite vai para o infinito, já para s > 4 o limite tende a zero.

Já o segundo termo independe de s .

Então, ficaremos com:

L e 4 t = - 1 4 - s = 1 s - 4

Para s > 4 .

Resposta

L e 4 t = - 1 4 - s = 1 s - 4

Para s > 4 .

Exercícios de Livros Relacionados

Em cada um dos problemas de 21 a 24, encontre a transformada de Laplace da função dada.22. f ( t ) t , 0 ≤ t1 0 ,1 ≤ t∞
Em cada um dos problemas de 25 a 28, determine se a integral dada converge ou diverge.25. ∫ 0 ∞ t 2 + 1 - 1d t
Em cada um dos problemas de 1 a 4 , esboce o gráfico da função dada. Em cada caso, determine se f é continua, seccionalmente contínua, ou nenhuma das duas no intervalo 0 ≤ t ≤ 3 .2. f t = t 2 , 0 ≤ t
Em cada um dos problemas de 25 a 28, determine se a integral dada converge ou diverge.28. ∫ 0 ∞ e - t c o s td t
Em cada um dos problemas de 21 a 24, encontre a transformada de Laplace da função dada.21. f ( t ) 1 , 0 ≤ tπ 0 ,π ≤ t∞