Math Problem Statement

Berdasarkan definisi Transformasi Laplace, hitung nilai dari β„’{𝑓(𝑑)} dari fungsi-fungsi berikut: 𝑓(𝑑) = 𝑑𝑒^π‘Žt

Solution

Untuk menghitung nilai Transformasi Laplace dari f(t)=teatf(t) = t e^{at}, kita akan menggunakan definisi Transformasi Laplace serta beberapa sifat dasar dari transformasi tersebut.

  1. Definisi Transformasi Laplace: L{f(t)}=∫0∞eβˆ’stf(t) dt\mathcal{L}\{f(t)\} = \int_0^{\infty} e^{-st} f(t) \, dt

  2. Masukkan Fungsi f(t)=teatf(t) = t e^{at} ke dalam Definisi: L{teat}=∫0∞eβˆ’stβ‹…teat dt\mathcal{L}\{t e^{at}\} = \int_0^{\infty} e^{-st} \cdot t e^{at} \, dt

  3. Gabungkan Eksponen: Kita bisa menggabungkan eβˆ’ste^{-st} dan eate^{at} menjadi eβˆ’(sβˆ’a)te^{-(s - a)t}: L{teat}=∫0∞teβˆ’(sβˆ’a)t dt\mathcal{L}\{t e^{at}\} = \int_0^{\infty} t e^{-(s - a)t} \, dt

  4. Gunakan Sifat Transformasi Laplace dari tf(t)t f(t): Dalam kasus ini, kita bisa menggunakan sifat bahwa: L{tf(t)}=βˆ’ddsL{f(t)}\mathcal{L}\{t f(t)\} = -\frac{d}{ds} \mathcal{L}\{f(t)\} di mana f(t)=eatf(t) = e^{at}, yang memiliki Transformasi Laplace: L{eat}=1sβˆ’a\mathcal{L}\{e^{at}\} = \frac{1}{s - a}

  5. Turunkan Hasil Transformasi Laplace dari eate^{at}: L{teat}=βˆ’dds(1sβˆ’a)\mathcal{L}\{t e^{at}\} = -\frac{d}{ds} \left( \frac{1}{s - a} \right) Dengan melakukan turunan terhadap ss: βˆ’dds(1sβˆ’a)=βˆ’(βˆ’1(sβˆ’a)2)=1(sβˆ’a)2-\frac{d}{ds} \left( \frac{1}{s - a} \right) = -\left(-\frac{1}{(s - a)^2}\right) = \frac{1}{(s - a)^2}

  6. Hasil Akhir: L{teat}=1(sβˆ’a)2\mathcal{L}\{t e^{at}\} = \frac{1}{(s - a)^2}

Jadi, Transformasi Laplace dari f(t)=teatf(t) = t e^{at} adalah: L{teat}=1(sβˆ’a)2\mathcal{L}\{t e^{at}\} = \frac{1}{(s - a)^2}

Apakah Anda ingin penjelasan lebih lanjut, atau memiliki pertanyaan mengenai langkah-langkah ini?

Pertanyaan Terkait

  1. Bagaimana cara menemukan Transformasi Laplace untuk fungsi f(t)=t2eatf(t) = t^2 e^{at}?
  2. Apa hubungan antara Transformasi Laplace dan derivatif pada domain waktu?
  3. Bagaimana jika fungsi f(t)=sin⁑(at)f(t) = \sin(at), bagaimana menghitung Transformasi Laplace-nya?
  4. Bagaimana Transformasi Laplace dapat membantu dalam pemecahan persamaan diferensial?
  5. Apa sifat-sifat penting dari Transformasi Laplace yang digunakan dalam teknik kontrol?

Tip

Salah satu cara praktis untuk menghitung Transformasi Laplace dari tneatt^n e^{at} adalah dengan menggunakan sifat umum L{tneat}=n!(sβˆ’a)n+1\mathcal{L}\{t^n e^{at}\} = \frac{n!}{(s - a)^{n+1}}.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Laplace Transformation
Exponential Functions
Calculus

Formulas

Laplace Transform Definition: \( \mathcal{L}\{f(t)\} = \int_0^{\infty} e^{-st} f(t) \, dt \)
Laplace Transform of \( e^{at} \): \( \mathcal{L}\{e^{at}\} = \frac{1}{s - a} \)
Laplace Transform of \( t \cdot f(t) \): \( \mathcal{L}\{t f(t)\} = -\frac{d}{ds} \mathcal{L}\{f(t)\} \)

Theorems

Differentiation Theorem in Laplace Transform

Suitable Grade Level

Undergraduate Mathematics