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jueves, 19 de mayo de 2011

3.15 algunas transformadas inversas

Ejemplo
Calcule


$\displaystyle {\cal L}^{-1} \left\{ \frac{s}{s^2 + 4} \right\}
$

Solución
Puesto que



$\displaystyle {\cal L} \{ Cos(2t) \} = \frac{s}{s^2 + 4}
$

tenemos que


$\displaystyle {\cal L}^{-1} \left\{ \frac{s}{s^2 + 4} \right\} = Cos(2t)
$

Observación existe un problema potencial al trabajar con la transformada inversa, puede no ser única. En efecto, es posible que $ {\cal L} \{f(t) \} = {\cal L} \{ g(t) \}$, siendo$ f(t) \neq g(t)$. Para nuestro propósito esto no es tan malo como parece, pues, si $ f$ y$ g$ son continuas y de orden exponencial en $ [0,+ \infty[$ y $ {\cal L} \{f(t) \} = {\cal L} \{ g(t) \}$, entonces $ f(t)=g(t)$; pero, si $ f$ y $ g$ son continuas y de orden exponencial en$ [0,+ \infty[$ y $ {\cal L} \{ f(t) \} =
{\cal } \{g(t) \}$, entonces se puede demostrar que las funciones $ f$ y$ g$ son casi iguales; esto quiere decir, que pueden diferir sólo en puntos de discontinuidad.

Ejemplo 
Calcule $ {\cal L} \{ f(t) \} $, donde $ f(t)$ esta dada por



$\displaystyle f(t) = \begin{cases}
1 & \text{Si $t \geq 0$, $t \neq 1$, $t\neq 2$\ } \\
3 & \text{Si $t=1$} \\
4 & \text{Si $t=2$} \\
\end{cases}
$

¿Qué se puede concluir ?
Solución 
Usando la definición de transformada


$\displaystyle {\cal L} \{g(t) \}$$\displaystyle =$$\displaystyle \int_0^{\infty} e^{-st}g(t) dt$
 $\displaystyle =$$\displaystyle \int_0^{\infty} e^{-st} dt$
 $\displaystyle =$$\displaystyle -\frac{e^{-st}}{s} \biggr\vert^{\infty}_0$
 $\displaystyle =$$\displaystyle \frac{1}{s}$

Pero, anteriormente hemos comprobado que


$\displaystyle {\cal L} \{ 1 \} = \frac{1}{s}
$

con lo cual las funciones $ f(t)$ y $ g(t)$ tienen la misma transformada, de este modo, la transformada inversa de


$\displaystyle F(s)=\frac{1}{s}
$

no es única.
El siguiente resultado establece el comportamiento de $ F(s)$ en infinito.

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