Enunciado

Nos problemas 61-64, use o Teorema 7.7 com n = 1

f t = - 1 t L - 1 d d s F s

Para encontrar a transformada de Laplace inversa dada.

L - 1 1 s - c o t g - 1 4 s

Passo 1

E aí meu caro!! Bora lá?

Temos essa função:

L - 1 1 s - c o t g - 1 4 s

E precisamos usar o Teorema 7.7, com n = 1 :

f t = - 1 t L - 1 d d s F s

Para encontrarmos essa transformada inversa, bora lá?

Vamos então lembrar algumas transformadas que podemos usar:

L y t = Y ( s )

L 1 = 1 s

L t n = n ! s n + 1

L e α t = 1 s - α

L c o s ⁡ ( k t ) = s s 2 + k ²

L s e n ⁡ ( k t ) = k s 2 + k ²

L s e n ⁡ ( k t ) = k s 2 + k ²

L f t - a u ( t - a ) = F s . e - a s

E também pode ser útil a propriedade de translação:

L e α . f t = F ( s - α )

Então vamos lá!

Passo 2

Temos

L - 1 1 s - c o t g - 1 4 s

L - 1 1 s - L - 1 c o t g - 1 4 s

O primeiro termo ta tranquilo, já temos a transformada inversa dele que é 1

Mas no segundo termo, vamos derivar

1 - L - 1 4 s 2 + 16

Nosso f ( t ) vai ser

f t = 1 - L - 1 4 s 2 + 16   ( I )

Sendo que a transformada inversa do segundo termo vai ser

f 2 t = - 1 t L - 1 4 s 2 + 16     ( I I )

Belezinha, agora precisamos encontrar a transformada inversa de 4 s 2 + 16 então e aí depois jogarmos nessa expressão, bora!

Passo 3

Temos

L - 1 4 s 2 + 16

Usando as regrinhas lá do passo 1, temos que a transformada inversa disso é:

L - 1 d d s F s = s e n ( 4 t )

Jogando isso na expressão ( I I ) :

f 2 t = - 1 t L - 1 4 s 2 + 16

f 2 t = - s e n ( 4 t ) t

E agora na expressão ( I ) :

f t = 1 - - s e n 4 t t

Então:

f t = 1 + s e n ( 4 t ) t

Acabamosssssssss

Resposta

f t = 1 + s e n ( 4 t ) t

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