Enunciado

Calcule a antitransformada de

a ) (6)/(s^2) - (5 * s)/(s^2 + 4)

b ) (3 s + 4)/(s^2 + 16)

c ) (s + 4)/(s ( s + 2 )) = (2)/(s) - (1)/(s + 2)

Passo 1

Show de bola, galera! Continuando aqui a nossa saga na teoria das transformadas de Laplace, vamos agora para o problema inverso: dadas as transformadas, vamos encontrar as funções que geraram estes valores.

Como são probleminhas bem triviais cuja transformada já está tabelada e é preciso pouco ou nenhum algebrismo para chegar nestes valores conhecidos, vamos resolver uma questão a cada passo.

a)

L^(- 1) [(6)/(s^2) - (5 * s)/(s^2 + 4)] = L^(- 1) [6 * (1)/(s^2)] - L^(- 1) [5 * (s)/(s^2 + 4)] = 6 * L^(- 1) [(1)/(s^2)] - 5 * L^(- 1) [(s)/(s^2 + 2^2)]

As transformadas inversas já são tabeladas e não é preciso fazer nenhuma manipulação:

L^(- 1) [(6)/(s^2) - (5 * s)/(s^2 + 4)] = 6 * t - 5 * cos ( 2 t )

Passo 2

b) Vamos começar separando a fração dada em duas e vamos deixar o denominador no formato de uma transformada trigonométrica, assim:

(3 s + 4)/(s^2 + 16) = (3 s)/(s^2 + 4^2) + (4)/(s^2 + 4^2) = 3 * (s)/(s^2 + 4^2) + (4)/(s^2 + 4^2)

Agora, encontrar a transformada inversa se torna uma atividade trivial:

L^(- 1) [(3 s + 4)/(s^2 + 16)] = 3 L^(- 1) [(s)/(s^2 + 4^2)] + L^(- 1) [(4)/(s^2 + 4^2)]

L^(- 1) [(3 s + 4)/(s^2 + 16)] = 3 cos 4 t + sin 4 t

Passo 3

c) Nesta transformada, deveríamos ser capazes sozinhos de encontrar o segundo lado da igualdade, mas como o livro nos deu uma colherzinha de chá, já estamos com a separação de uma fração em duas. O nome desta técnica é separação em frações parciais. Se este nome lhe é familiar, mas você não lembra, é só buscar um pouco na memória as técnicas de integração e lembrar que uma destas técnicas consiste na integração por frações parciais. Enfim...

L^(- 1) [(s + 4)/(s (s + 2))] = L^(- 1) [(2)/(s) - (1)/(s + 2) *] = 2 * L^(- 1) [(1)/(s)] - L^(- 1) [(1)/(s + 2)]

L^(- 1) [(s + 4)/(s (s + 2))] = 2 * u (t) - e^(- 2 t) * u ( t )

Resposta

a ) L^(- 1) [(6)/(s^2) - (5 * s)/(s^2 + 4)] = [6 * t - 5 * cos (2 t)] u ( t )

b ) L^(- 1) [(6)/(s^2) - (5 * s)/(s^2 + 4)] = [ 6 * t - 5 * cos (2 t) ] u ( t )

c ) L^(- 1) [(s + 4)/(s (s + 2))] = [2 - e^(- 2 t)] u ( t )