sábado, 21 de mayo de 2011

Linealidad y Traslacion de la transformada inversa

Linealidad de la transformada inversa
Sean $ f$y $ g$funciones continuas a trozos y de orden exponencial en el intervalo $ [0,+ \infty[$tales que $ {\cal L} \{f(t) \} =F(s)$y $ {\cal L} \{ g(t) \} = G(s)$, entonces
$\displaystyle {\cal L}^{-1} \{ \alpha F(s) + G(s) \}$ = $\displaystyle \alpha {\cal L}^{-1} \{F(s) \} + {\cal L}^{-1} \{G(s) \}$
                                   = $\displaystyle \alpha f(t) + g(t)$

Teorema Forma inversa del primer teorema de traslación:
http://www.cidse.itcr.ac.cr/cursos-linea/EcuacionesDiferenciales/EDO-Geo/edo-cap5-geo/laplace/img305.gif
Demostración
La prueba es inmediata apartir de la definción:
http://www.cidse.itcr.ac.cr/cursos-linea/EcuacionesDiferenciales/EDO-Geo/edo-cap5-geo/laplace/img306.gif
 


Ejemplo de trasformadas

 
 
 
 
Se dice que f(t) es la transformada inversa de Laplace de F(s) y se expresa:

Image4522

Algunas transformadas inversas

a) Image4523b) Image4524

c) Image4525d) Image4526

e) Image4527f) Image4528

g) Image4529

Image4530es una transformada lineal. Suponemos que la transformada inversa de Laplace es, en sí, una transformación lineal; esto es, si Image4531y Image4532son constantes,

Image4533

en donde F y G son las transformadas de las funciones f y g.

La transformada inversa de Laplace de una función F(s) puede no ser única. Es posible que Image4534y, sin embargo, Image4535.
Comportamiento de F(s) cuando Image4536
Si f(t) es continua por tramos en Image4537y de orden exponencial para t>T, entonces

Image4538

Demostración Dado que f(t) es continua parte por parte en Image4539, necesariamente es acotada en el intervalo; o sea Image4540. También Image4541cuando t>T. Si M representa el máximo de Image4542y c indica el máximo de Image4543, entonces

Image4544

para s>c. Cuando Image4536, se tiene que Image4545, de modo que Image4546.
 
 

La transformada inversa de Laplace


  La transformada inversa de Laplace
Al aplicar la transformada de Laplace a una ecuación diferencial la convertimos en una ecuación algebraica, la cual podemos resolver para $ Y(s)$, es decir, $ Y(s) = G(S)$. Ahora, como $ {\cal
L} \{y(t) \} = Y(s)$ si pudiéramos devolvernos obtendríamos la solución $ y(t)$ que buscamos. Es decir, necesitamos de la transformada inversa $ {\cal L}^{-1} \{Y(s) \}$, para hallar la función $ y(t)$

$\displaystyle y(t) = {\cal L}^{-1} \{F(s) \} = {\cal L}^{-1} \{ G(s) \}
$

Entonces definamos la transformada inversa.

Definicion:

Si $ F(s)$ es la transformada de Laplace de una función continua $ f(t)$, es decir, $ {\cal L} \{f(t) \} =F(s)$, entonces la transformada inversa de Laplace de $ F(s)$, escrita $ {\cal L}^{-1}
\{ F(s) \}$ es $ f(t)$, es decir, $ {\cal L}^{-1} \{F(s) \} =f(t)$