Exercícios Resolvidos de Transformadas Inversas

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Enunciado

Nos problemas de (a) até (p) use o teorema da transformada inversa   ℒ - 1 {   f ( t ) } para encontrar f ( t ) .

(c)   ℒ - 1 {   ( s + 1 ) 3 s 4 }  

Passo 1

Eaew, tudo certinho contigo?

Temos que usar o teorema da transformada inversa   ℒ - 1 {   f ( t ) } para encontrar a f ( t ) :

ℒ - 1 {     ( s + 1 ) 3 s 4 }

Vamos manipular essa função, se necessário, e então utilizar a tabela de transformada de Laplace. Vem comigo!

Passo 2

Então, manipulando a função

  ℒ - 1 {     ( s + 1 ) 3 s 4 } = ℒ - 1 {     ( s + 1 ) ( s 2 + 2 s + 1 ) s 4 } = ℒ - 1 {     ( s 3 + 2 s 2 + s + s 2 + 2 s + 1 ) s 4 } = ℒ - 1 {     s 3 + 3 s 2 + 3 s + 1 s 4 }  

ℒ - 1 {     s 3 + 3 s 2 + 3 s + 1 s 4 } = ℒ - 1 {     s 3 s 4 + 3 s 2 s 4 + 2 s s 4 + 1 s 4 } = ℒ - 1 {     1 s + 3 s 2 + 3 s 3 + 1 s 4 }

e lembrando que a transformada inversa da soma é a soma das transformadas

ℒ - 1 {     1 s + 3 s 2 + 3 s 3 + 1 s 4 } = ℒ - 1 {     1 s } + ℒ - 1 {   3 s 2 } + ℒ - 1 {   3 s 3 } + ℒ - 1 {   1 s 4 }

Passo 3

Temos que, se ℒ {   f ( t ) } é a transformada de Laplace de f ( t ) , então dizemos que f ( t ) = ℒ - 1 {   f ( t ) } é a transformada inversa de Laplace da função   F ( s ) . Então, sabendo disso, já podemos utilizar a tabela para obter a f ( t ) . Temos que

ℒ { 1 } = 1 s ,

ℒ { t } = 1 s 2 ,

ℒ { t 2 } = 2 ! s 2 + 1 = 2 s 3 ,

e

ℒ { t 3 } = 3 ! s 3 + 1 = 6 s 4

Passo 4

Assim,

ℒ - 1 {     1 s } + ℒ - 1 {   3 s 2 } + ℒ - 1 {   3 s 3 } + ℒ - 1 {   1 s 4 } = 1 + 3 t + 3 2 t 2 + 1 6 t 3

A questão foi isso! Te vejo na próxima! Tchau Tchau!

Resposta

  ℒ - 1 {     ( s + 1 ) 3 s 4 } = 1 + 3 t + 3 2 t 2 + 1 6 t 3

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