Question
Diante desse tema, seja o seguinte problema de valor inicial (PVI)contemplando uma EDO linear de segunda ordem: y''+4y=sen(t) y(0)=0 y'(0)=1 Utilize a transformada de Laplace para encontrar a solução y(t).
Solution
4.1
(261 Votos)
Manuela
Mestre · Tutor por 5 anos
Resposta
Para resolver esse problema utilizando a transformada de Laplace, primeiro precisamos aplicar a transformada de Laplace em cada termo da equação diferencial ordinária (EDO) dada:
Aplicando a transformada de Laplace, temos:
Substituindo os valores iniciais
e
, temos:
Agora, podemos resolver essa equação para encontrar
:
Y(s)
(s^2 + 4)Y(s) = \frac{1}{s^2 + 1} + 1
Y(s) = \frac{1}{s^2 + 4} + \frac{1}{s^2 + 1}
y(t)
y(t) = \mathcal{L}^{-1}\{Y(s)\}
y(t) = \mathcal{L}^{-1}\left\{\frac{1}{s^2 + 4}\right\} + \mathcal{L}^{-1}\left\{\frac{1}{s^2 + 1}\right\}
y(t) = \frac{1}{2}\sin(2t) + \sin(t)
y(t) = \frac{1}{2}\sin(2t) + \sin(t)$