FC ConcursosFC Concursos

Questão FC236003

A função \(f:[0,+∞) \to \mathbb{R}\) é definida por \(f(t)=e^{2t} \sin(3t)\). Se \(F(s)=\int\limits_{0}^{+∞}\, e^{-st} f(t) dt\) é a Transformada de Laplace da função f, então, par

Tópicos de Matemática (Ensino Superior)

CESGRANRIO · 2011

A função  \(f:[0,+∞) \to \mathbb{R}\) é definida por  \(f(t)=e^{2t} \sin(3t)\). Se  \(F(s)=\int\limits_{0}^{+∞}\, e^{-st} f(t) dt\) é a Transformada de Laplace da função f, então, para \(s > 2\), \(F(s)\) é igual a

  1.   \(\large{e^{2s} \over s^2+9}\)
  2.   \(\large{e^{2s} \over s^2-4s+13}\)
  3.   \(\large{3 \over s^2-4s+13}\)
  4.   \(\large{ \sin(3s) \over s-2}\)
  5.   \(\sin(3s-6)\)
Mostrar resposta e comentário

Gabarito

Certo

Comentário do professor

Temos \(f(t)=e^{2t}\sin(3t)\) e queremos a Transformada de Laplace \(F(s)=\int_0^{\infty}e^{-st}f(t)\,dt\).

A transformada de \(\sin(at)\) é \(\displaystyle \mathcal{L}\{\sin(at)\}=\dfrac{a}{s^2+a^2}\). Aplicando com \(a=3\) obtemos \(\displaystyle G(s)=\dfrac{3}{s^2+9}\).

Pela propriedade do deslocamento na frequência, \(\mathcal{L}\{e^{ct}g(t)\}=G(s-c)\). Aqui \(c=2\), então substituímos \(s\) por \(s-2\).

Assim \(F(s)=\dfrac{3}{(s-2)^2+9}\). Desenvolvendo o quadrado: \((s-2)^2+9=s^2-4s+13\), logo

Resultado: \(F(s)=\dfrac{3}{s^2-4s+13}\).
Região de convergência: \(\operatorname{Re}(s)>2\).

Conteúdo do catálogo FC Concursos · Atualizado em

Continue aprendendo