Continuidade por partes em intervalos finitos e ∣f(t)∣≤Meαt eventualmente garantem existência para s>α. É uma condição suficiente; confere o domínio concreto do integral.
f(t)
F(s)
Região suficiente
1
1/s
s>0
tn, n∈N0
n!/sn+1
s>0
eat
1/(s−a)
s>a
cosωt
s/(s2+ω2)
s>0
sinωt
ω/(s2+ω2)
s>0
coshat, sinhat
s/(s2−a2), a/(s2−a2)
s>∣a∣
A transformada é linear. Para inverter, usa frações simples, completa quadrados e ajusta fatoriais ou frequências: 3/[(s−2)2+9] corresponde a e2tsin3t.
Translações e derivadas
L{eatf(t)}=F(s−a),L{u(t−a)f(t−a)}=e−asF(s),a≥0.
u(t−a) vale zero antes de a e um depois. Para aplicar atraso, reescreve a função em t−a: u(t−2)t=u(t−2)[(t−2)+2].
Para funções com a regularidade e ordem exponencial necessárias, e s suficientemente grande,
L{f′}=sF−f(0),L{f′′}=s2F−sf(0)−f′(0).
Usa valores iniciais em 0+. A primeira fórmula exige f contínua e derivável por partes; a segunda exige também f′ contínua. Derivar por intervalos uma função com saltos não inclui esses saltos.
Outras relações úteis são L{tf(t)}=−F′(s) e L{∫0tf}=F(s)/s.
Convolução, impulsos e periodicidade
A convolução (f∗g)(t)=∫0tf(τ)g(t−τ)dτ corresponde a F(s)G(s), sob condições de existência. O produto ponto a ponto não tem essa propriedade.
Para a>0, L{δ(t−a)}=e−as. O delta é uma distribuição.
Para f periódica, contínua por partes, de período T>0:
F(s)=1−e−sT∫0Te−stf(t)dt,s>0.
Problemas de valor inicial
Transforma cada termo, inclui os dados iniciais, isola Y e inverte. Em y′+y=u(t−2), y(0)=0:
Y=s(s+1)e−2s,y=u(t−2)[1−e−(t−2)].Tracejado: força aplicada em t = 2. Contínuo: resposta de y′ + y = u(t−2), com y(0) = 0. A força salta; a resposta mantém-se contínua.
Continuidade por partes em intervalos finitos e ∣f(t)∣≤Meαt eventualmente garantem existência para s>α. É uma condição suficiente; confere o domínio concreto do integral.
f(t)
F(s)
Região suficiente
1
1/s
s>0
tn, n∈N0
n!/sn+1
s>0
eat
1/(s−a)
s>a
cosωt
s/(s2+ω2)
s>0
sinωt
ω/(s2+ω2)
s>0
coshat, sinhat
s/(s2−a2), a/(s2−a2)
s>∣a∣
A transformada é linear. Para inverter, usa frações simples, completa quadrados e ajusta fatoriais ou frequências: 3/[(s−2)2+9] corresponde a e2tsin3t.
Translações e derivadas
L{eatf(t)}=F(s−a),L{u(t−a)f(t−a)}=e−asF(s),a≥0.
u(t−a) vale zero antes de a e um depois. Para aplicar atraso, reescreve a função em t−a: u(t−2)t=u(t−2)[(t−2)+2].
Para funções com a regularidade e ordem exponencial necessárias, e s suficientemente grande,
L{f′}=sF−f(0),L{f′′}=s2F−sf(0)−f′(0).
Usa valores iniciais em 0+. A primeira fórmula exige f contínua e derivável por partes; a segunda exige também f′ contínua. Derivar por intervalos uma função com saltos não inclui esses saltos.
Outras relações úteis são L{tf(t)}=−F′(s) e L{∫0tf}=F(s)/s.
Convolução, impulsos e periodicidade
A convolução (f∗g)(t)=∫0tf(τ)g(t−τ)dτ corresponde a F(s)G(s), sob condições de existência. O produto ponto a ponto não tem essa propriedade.
Para a>0, L{δ(t−a)}=e−as. O delta é uma distribuição.
Para f periódica, contínua por partes, de período T>0:
F(s)=1−e−sT∫0Te−stf(t)dt,s>0.
Problemas de valor inicial
Transforma cada termo, inclui os dados iniciais, isola Y e inverte. Em y′+y=u(t−2), y(0)=0:
Y=s(s+1)e−2s,y=u(t−2)[1−e−(t−2)].Tracejado: força aplicada em t = 2. Contínuo: resposta de y′ + y = u(t−2), com y(0) = 0. A força salta; a resposta mantém-se contínua.