domingo, 15 de mayo de 2016

UNIDAD III Propiedades de las transformadas inversas

PROPIEDADES DE LAS TRANSFORMADAS INVERSAS


Estas propiedades son particularmente interesantes a la hora de obtener transformadas inversas de Laplace una vez conocidas las transformadas directas
Algunas transformadas inversas
INTEGRANTES: 
CARLOS ALBERTO ESTEVEZ CASTAÑEDA
LUIS FERNANDO LOPEZ LOPEZ
ALBERTO JESUS GARDUÑO VILLEGAS 
ARISAI COLINDRES TORRES


UNIDAD III Transformada inversa

TRANSFORMADA INVERSA
Al aplicar la transformada de Laplace a una ecuación diferencial la convertimos n una ecuación algebraica, la cual podemos resolver para  Y(s), es decir, Y(s)=G(S) . Ahora, como 
 si pudiéramos devolvernos obtendríamos la solución Y( t ) que buscamos. Es decir, necesitamos de la transformada inversa  , para hallar la función

Entonces definamos la transformada inversa.



DEFINICIÓN [TRANSFORMADA INVERSA DE LAPLACE]

Ejemplo 
Calcule



Solución
Puesto que
 
                                          

tenemos que        
                      

La transformada inversa es:
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UNIDAD III Teorema de Convolucion

TEOREMA DE CONVOLUCIÓN
La función 

, donde C es el conjunto de funciones continuas en el intervalo
                                                      
 dada por




se conoce como la convolución de F Y G
La convolución tiene muchas de las propiedades de la multiplicación ordinaria, como veremos en el siguiente teorema.





TEOREMA [PROPIEDADES DE LA CONVOLUCIÓN]
Sean   
funciones continuas en el intervalo
, entonces
  1.  
    ( ley conmutativa)
  2.  
    (ley distributiva)
  3.  
    (ley asociativa)
  4.  
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UNIDAD III Transformada de integrales


TRANSFORMADA DE INTEGRALES
Definición 1.1 (Transformada integral)   La transformada integral  respecto el núcleo  en el  
intervalo
 de la función 
 se define de la forma

Donde 8 es la variable transformada.
El operador de transformación es lineal, así como el operación de transformación inversa  .


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UNIDAD III Derivada de la transformada de laplace

DERIVADA DE LA TRANSFORMADA DE LAPLACE:

Se utiliza este teorema cuando tenemos a t elevado a enésimo numero multiplicado por una función f ( t ). 


Nota debemos tener en cuenta que f ( t ) es lo mismo que f ( s ). 
L { f ( t ) }={ f ( S ) }

Ejemplo:

Aplicamos transformada de Laplace:

 y nos quedaría:

Derivamos y simplificamos el resultado que obtuvimos de la transformada de Laplace
Y el resultado obtenido seria:
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UNIDAD III Propiedades de la transformada de laplace

En las siguientes propiedades se asume que las funciones f(t) y g(t) con funciones que poseen transformada de Laplace.
Linealidad 

                   


La transformada de Laplace se distribuye sobre las sumas o restas y saca constantes que multiplican.
Versión para la inversa: 


donde


La transformada de Laplace se convierte un factor exponencial en una traslación en la variable s.
Versión para la inversa: 


Teorema de la transformada de la derivada


La transformada de Laplace cancela la derivada multiplicando por la variable s.



Siempre y cuando exista 





Si 
 representa la función escalón unitario entonces 




Si f(t) es una función periódica con período T:


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UNIDAD III Función escalón unitario

FUNCIÓN ESCALÓN UNITARIO:


Se observa que esta definida solo en el eje t no negativo, ya que esto basta para estudiar la transformada de Laplace, en sentido mas amplio

Varias funciones frecuentemente se pueden expresar en términos de esta función por eso es el punto de partida para el tema de funciones definida por tramos.
Para cada constante a la gráfica de esta función se muestra en la siguiente figura:


Observe que se ha dejado a u( t-ainter definida en t=a y la gráfica incluye un segmente vertical. El segmento vertical es tan solo una conveniencia del diagrama en este caso, y de ninguna manera es parte de la gráfica de una función. Con respecto al por que u( t) queda indefinido, existen dos razones: primero, la definición de u( t) no afecta a la transformada de u( t-a). la transformada de Laplace se define mediante integrales, que no sean afectadas por el valor de la función en un punto dado cualquiera, al integrar.
Segundo cada vez que resulte apropiada la definición u( t) por alguna razón, tenemos que estas libre de determinar el valor unitario apropiado a la situación.
Cuando a > 0, la transformada de Laplace de u( t-a), la definiremos por :


Sustituyendo los valores de la función:    
                                         
Simplificando:                
Integrando:   




Aplicando limites:





Suponiendo que:                  

Por lo tanto:



De tal manera que:
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