O primeiro teorema de translação, também conhecido como propriedade de amortecimento, facilita em muito os cálculos de transformadas de Laplace. Considerando que f(t) seja “amortecida” pelo fator exponencial e^{-at}, sua transformada de Laplace apresentará um deslocamento para a esquerda em relação à nova variável. De acordo com essas informações e o conteúdo estudado sobre derivada de transformadas, dada a função t e^{3t} sua transformada corresponde a:

Questão

O primeiro teorema de translação, também conhecido como propriedade de amortecimento, facilita em muito os cálculos de transformadas de Laplace. Considerando que f(t) seja “amortecida” pelo fator exponencial e^{-at}, sua transformada de Laplace apresentará um deslocamento para a esquerda em relação à nova variável. De acordo com essas informações e o conteúdo estudado sobre derivada de transformadas, dada a função t e^{3t} sua transformada corresponde a:

Imagem 1

Fórmulas presentes no enunciado: e−ate^{-at} e te3tt e^{3t}

Alternativas

A) L = 1/(s)^3

B) L = 1/(s)^2

C) L = 1/(s - 1)^3

D) L = 1/(s - 3)^3

Resposta certa

E) L = 1/(s - 3)^2

Explicação

Queremos L{te3t} \mathcal{L}\{t e^{3t}\}.

  1. Transformada básica Sabemos que L{t}=∫0∞te−st dt=1s2.\mathcal{L}\{t\}=\int_0^\infty t e^{-st}\,dt = \frac{1}{s^2}.

  2. 1º teorema de translação (deslocamento em ss) Se L{f(t)}=F(s)\mathcal{L}\{f(t)\}=F(s), então L{eatf(t)}=F(s−a).\mathcal{L}\{e^{at}f(t)\}=F(s-a). Aqui, f(t)=tf(t)=t e a=3a=3. Logo: L{te3t}=L{e3t t}=F(s−3).\mathcal{L}\{t e^{3t}\}=\mathcal{L}\{e^{3t}\,t\}=F(s-3). Como F(s)=1s2F(s)=\frac{1}{s^2}, então F(s−3)=1(s−3)2.F(s-3)=\frac{1}{(s-3)^2}.

Portanto, a transformada de Laplace de te3tt e^{3t} é 1(s−3)2\frac{1}{(s-3)^2}.

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