Enunciado

Calcule a antitransformada de

a ) (e^(- 2 s))/(s + 3)

b ) (s + 1)/(s^2) * e^(- s)

c ) (2 s)/(s^2 + 2 s + 5)

Passo 1

Show de bola, galera! Vamos começar o cálculo das antitransformadas dessas belezinhas aqui. O mesmo esquema de sempre => uma letra por passo. Assim, vamos começar.

a) Temos uma exponencial no domínio da frequência. Isso significa que vamos ter uma translação no tempo. E temos uma translação do domínio do tempo. Isso significa que vamos ter uma exponencial no domínio do tempo. Assim, vamos começar.

Para a exponencial e^(- 2 s) , vamos ter algo na função original do tipo f (t - 2) u ( t - 2 ) . E como há um denominador com s + 3 , vamos ter uma exponencial do tipo e^(- 3 t) . Juntando tudo isso, vamos ter a seguinte expressão:

L^(- 1) [(e^(- 2 s))/(s + 3)] = e^(- 3 ( t - 2 )) * u ( t - 2 )

Passo 2

b) Novamente, temos uma exponencial no domínio da frequência. Assim, teremos uma função no domínio do tempo da seguinte maneira: f (t - 1) u ( t - 1 ) . Além disso, vamos separar a fração em duas:

((s + 1)/(s^2)) e^(- s) = ((s)/(s^2) + (1)/(s^2)) e^(- s) = ((1)/(s) + (1)/(s^2)) e^(- s)

Como

L [u (t)] = (1)/(s) e L [t] = (1)/(s^2)

Então

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

Passo 3

c) Aqui nesta questão, vamos completar o quadrado do denominador pra facilitar as contas:

(2 s)/(s^2 + 2 s + 5) = 2 * (s)/(s^2 + 2 s + 1 + 4) = 2 * (s)/((s + 1)^2 + 4) = 2 * (s)/((s + 1)^2 + 2^2)

Agora, vamos observar o seguinte: como temos uma translação na fração, s + 1 , todas as variáveis “s” devem ter esta translação. Assim, vamos manipular o numerador somando e subtraindo 1:

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

= 2 * ((s + 1))/((s + 1)^2 + 2^2) - (2)/((s + 1)^2 + 2^2)

L^(- 1) [(2 s)/(s^2 + 2 s + 5)] = 2 * e^(- t) * cos 2 t * u (t) - e^(- t) . sin 2 t * u ( t )

Resposta

a ) L^(- 1) [(e^(- 2 s))/(s + 3)] = e^(- 3 ( t - 2 )) * u ( t - 2 )

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

c ) L^(- 1) [(2 s)/(s^2 + 2 s + 5)] = [ 2 e^(- t) ( cos 2 t - sin 2 t ) ] u ( t )