Enunciado

Determine as transformadas de Laplace das funções periódicas na figura

Passo 1

Bem, para começo de conversa, observe aqui que a função f t é periódica de período igual a 2 :

f t = f t + 2

Se a gente considerar como sendo g t apenas o trechinho que depois vai se repetir:

De acordo com a teoria de transformadas de funções periódicas, a transformada da função f será:

F s = 1 1 - e - 2 s G s

Então agora temos que encontrar a transformada da função g t ! Bora?

Passo 2

A primeira coisa a se fazer aqui é construir essa g t em forma de degrau:

g t = 1 ⋅ u t - 2 u 1 t + 1 ⋅ u 2 t

Esses números na frente de cada degrau são valores correspondentes ao tamanho do das barrinhas verticais. Por exemplo, em t = 0 , temos um degrau de 1 unidades (barra vertical), em t = 1 , ele cai 2 unidades (barra vertical), em t = 2 ela sobe 1 ficando eternamente 0 , saca?

Então prontinho! Função g descrita !

Passo 3

Finalmente podemos encontrar a Laplace dessa g :

L g t = L u t - 2 L u 1 t + L u 2 t

Como a Laplace da função degrau é...

L u c t = e - c s s

Então...

L g t = e 0 s - 2 e - s s + e - 2 s s =

1 - 2 e - s + e - 2 s s  

Passo 4

Então, podemos falar que a transformada da função periódica f é...

F s = 1 1 - e - 2 s G s =

1 - 2 e - s + e - 2 s s 1 - e - 2 s

Resposta

1 - 2 e - s + e - 2 s s 1 - e - 2 s

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