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Transformada de Laplace: Unidad 3.1, Ejercicios de Ecuaciones Diferenciales

Documento que presenta la teoría básica de la transformada de Laplace, incluye definiciones y propiedades. Se calculan ejemplos de transformadas de funciones constantes y potenciales.

Tipo: Ejercicios

2020/2021

Subido el 23/05/2021

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TLÁHUAC II
MATERIA
ECUACIONES DIFERENCIALES
GRUPO
4A
CARRERA
IMEC
PROFESOR: M. EN C. E. ROBERTO CALDERÓN JUÁREZ
ALUMNO: CANCHOLA HERNANDEZ ERICK JAVIER .
UNIDAD 3. TRANSFORMADA DE LAPLACE
3.1 TEORIA PRELIMINAR
Sección 3.1.1 Definición de la transformada de Laplace. Propiedades
Sean 𝑓: [ 0 ;) y ℎ: [ 0 ;) dos funciones, cuya variable independiente es el
tiempo, es decir 𝑡 [ 0 ;)
Su multiplicación 𝑓: [ 0 ;) también es una función en el tiempo, entonces se
puede integrar de 0 a , es decir
𝑓(𝑡)ℎ(𝑡)
0 𝑑𝑡
En particular si la función (𝑡)=𝑒𝑠𝑡, entonces tenemos
( 𝑓 ) = 𝑓(𝑡)𝑒𝑠𝑡
0 𝑑𝑡
La anterior expresión es la transformada de Laplace de la función 𝑓(𝑡)
Propiedad 1: sea 𝑐 una constante y 𝑓: [ 0 ;) una función; entonces
( 𝑐𝑓 ) = 𝑐𝑓(𝑡)𝑒𝑠𝑡
0 𝑑𝑡 = 𝑐 𝑓(𝑡)𝑒𝑠𝑡
0 𝑑𝑡 = 𝑐 ( 𝑓 )
( 𝑐𝑓 ) = 𝑐( 𝑓 ) I
Propiedad 2: sean 𝑓: [ 0 ;) y 𝑔: [ 0 ;) dos funciones; entonces
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¡Descarga Transformada de Laplace: Unidad 3.1 y más Ejercicios en PDF de Ecuaciones Diferenciales solo en Docsity!

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TLÁHUAC II

MATERIA

ECUACIONES DIFERENCIALES

GRUPO

4 A

CARRERA

IMEC

PROFESOR: M. EN C. E. ROBERTO CALDERÓN JUÁREZ

ALUMNO: CANCHOLA HERNANDEZ ERICK JAVIER.

UNIDAD 3. TRANSFORMADA DE LAPLACE

3. 1 TEORIA PRELIMINAR

Sección 3.1.1 Definición de la transformada de Laplace. Propiedades

Sean 𝑓:

[

→ ℝ y ℎ:

[

→ ℝ dos funciones, cuya variable independiente es el

tiempo, es decir

[

Su multiplicación 𝑓 ∙ ℎ:

[

→ ℝ también es una función en el tiempo, entonces se

puede integrar de 0 a ∞, es decir

0

En particular si la función ℎ(𝑡) = 𝑒

−𝑠𝑡

, entonces tenemos

−𝑠𝑡

0

La anterior expresión es la transformada de Laplace de la función 𝑓(𝑡)

Propiedad 1: sea 𝑐 una constante y 𝑓: [ 0 ; ∞) → ℝ una función; entonces

−𝑠𝑡

0

−𝑠𝑡

0

ℒ( 𝑐 ∙ 𝑓 ) = 𝑐 ∙ ℒ( 𝑓 ) … I

Propiedad 2: sean 𝑓:

[

→ ℝ y 𝑔:

[

→ ℝ dos funciones; entonces

ℒ( 𝑓 + 𝑔 ) = ∫ [ 𝑓(𝑡) + 𝑔(𝑡) ] ∙ 𝑒

−𝑠𝑡

0

𝑑𝑡 = ∫ [ 𝑓(𝑡) ∙ 𝑒

−𝑠𝑡

−𝑠𝑡

]

0

−𝑠𝑡

0

−𝑠𝑡

0

ℒ( 𝑓 + 𝑔 ) = ℒ( 𝑓 ) + 𝑔(𝑡) … II

𝐄𝐉𝐄𝐌𝐏𝐋𝐎 𝟏 Tenemos la función

PROBLEMA: Calcular la transformada de Laplace de la función "𝑓"

ℒ( 7 ) = ℒ( 7 ∙ 1 ) = 7 ∙ ℒ( 1 ) … ( 1 ) 𝑝𝑜𝑟 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑖𝑒𝑑𝑎𝑑 II

Por otro lado, tenemos

−𝑠𝑡

+∞

0

−𝑠𝑡

+∞

0

−𝑠𝑡

0

−𝑠𝑡

𝑡= 0

𝑡=+∞

−𝑠(+∞)

−𝑠( 0 )

𝑠

( +∞

)

0

𝑠(+∞)

+∞

Entonces

Sustituyendo el resultado (2) en (1) tenemos

𝑛

𝑛− 1

−𝑠𝑡

+∞

0

𝑛

𝑛− 1

Hacemos el mismo procedimiento, entonces

𝑛

𝑛− 1

𝑛− 2

𝑛− 3

𝑛

0

𝑛

𝑛

𝑛

TABLA DE LAPLACE

𝑛

𝑛

𝑛

** TAREA **

𝐓𝐀𝐑𝐄𝐀 𝐒𝐄𝐂𝐂𝐈𝐎𝐍 𝟑. 𝟏. 𝟏 Tenemos las funciones

5

5

5!

𝑠

5

PROBLEMA: usando la tabla de Laplace calcular la transformada de Laplace de las dos

funciones "𝑓"

FECHA DE ENTREGA: en MOODLE

((((((( Ϯ FIN Ϯ ))))))))