A Transformada de Laplace apresenta uma variedade de propriedades operacionais.Tabela de transformadas de Laplace em Transformadas integrais - Um Livro Colaborativo, mantido pelo Instituto de Matemática e Estatística da Universidade Federal do Rio Grande do Sul A lista a seguir mostra alguma delas:

Linearidade A transformada de Laplace é uma transformação linear, ou seja,

Sempre que cada uma das transformadas existirem. A transformada se comporta dessa forma devido a propriedade de linearidade da integral.

Demonstração:

Observação: A transformada inversa de Laplace também é uma transformação linear, ou seja,

Transformada de Laplace de uma derivada Se  é contínua e de ordem exponencial e é contínua por partes para , então

Se  e são contínuas e é contínua por partes. Então podemos aplicar a expressão acima duas vezes e obter:

Analogamente, se , , ... , são contínuas e é contínua por partes, então:

Demonstração:

Sejae, utilizando o método da Integração por partes, onde e temos considerando e utilizando a definição de Transformada de Laplace chegamos em: https://www.ufrgs.br/reamat/TransformadasIntegrais/livro-tl/mainse5.html

Transformada de Laplace de uma integral Se  é a transformada de Laplace de uma função contínua por partes , então é a transformada inversa de .

Demonstração: Seja . Então, . Aplicamos a propriedade da transformada da derivada e temos:

Usando o fato que , temos

Deslocamento no tempo Estas funções podem representar sinais "liga/desliga" - como a função pulso, onde uma determinada função pode surgir num determinado tempo e, logo após, voltar a ser nula e/ou ser alterada. miniaturadaimagem|Função pulso com a<b A função pulso é definida por:

miniaturadaimagem|Função degrau unitário A função degrau unitário, ou função de Heaviside. é definida assim

Consequentemente, o produto:

é a função f(t) deslocada uma distância a no sentido positivo do eixo do tempo t , sendo nula para t < a. Sendo assim tem-se o seguinte;

Definição:

e a inversa:

Demonstração: Aplica-se diretamente a transformada de Laplace de e usa-se a propriedade aditiva de integrais

usando o fato de que , tem-se:

. Agora faz-se a mudança de variável na integral e altera-se os limites de integração novamente:

, que é a definição de transformada de Laplace.

e concluímos que:

Isto é, quando a função é deslocada a unidades no sentido positivo do tempo t , a sua representação no domínio das frequências fica multiplicada por . Essa propriedade é útil para calcular transformadas de funções com descontinuidades.

Deslocamento na frequência Conhecida como deslocamento ou translação do eixo s, é possível conhecer a transformada de múltiplos exponenciais de uma função desde que conheçamos a sua transformada, isto é:

,

ou

Demonstração: Faz-se a aplicação direta da definição de transformada de Laplace de :

Exemplo 1: Calculemos a transformada de Laplace de :

Usando a definição de transformada calcula-se

Aplicando a propriedade da translação tem-se

Exemplo 2: Analogamente é possível calcular a transformada de Laplace de :

Primeiro escreve-se Seno hiperbólico na sua forma exponencial

Assim, pela propriedade da Linearidade, pode-se colocar em evidência,tem-se

Então aplica-se a propriedade da translação do eixo s

Teorema de Convolução A convolução é uma operação que permite relacionar algumas funções com a transformada inversa do produto das suas transformações.

Demostração: Partimos da definição das transformadas:

e

Logo,

Mantemos  fixo e fazemos a mudança de variável  para obter:

Mudamos a ordem de integração na região que é a metade inferior do primeiro quadrante: em vez de variar  em depois  em primeiro vamos variar  em , depois em , ou seja

Transformada de Laplace de uma função de período T Se f(t) é uma função contínua por partes, de ordem exponencial e periódica de período T. Então a transformada de Laplace existe e é da forma

Demonstração: Aplicando a definição e separando a integral nos períodos da função f(t) para obter:

Fazendo a mudança de variável e obtêm-se

Usando o fato que a função é periódica, ou seja, , se tem:

onde usa-se a soma de uma série geométrica de razão .

As funções periódicas aparecem com frequência representando forças externas em sistemas mecânicos e elétricos.

Derivada da transformada de Laplace

Dada uma função , podemos escrever que , e temos então:

E pelo Teorema Fundamental do Cálculo:

A derivada da Transformada de Laplace em Transformadas integrais - Um Livro Colaborativo, mantido pelo Instituto de Matemática e Estatística da Universidade Federal do Rio Grande do Sul Integral da transformada de Laplace Se é a transformação de Laplace de e existe então :

Demonstração:

Escalamento

Valor inicial Se F(s) é a transformada de Laplace de uma função f(t) de ordem exponencial c e

,

então

.

Demonstração : Usando a definição da Transformada podemos escrever

Dessa forma podemos observar que a segunda integral tende a zero quando independente do valor de a e b, pois o fato da função ser de ordem exponencial e contínua por partes implica f(t) limitada em [a,b], ou seja, e, portanto,

A última integral também tende a zero se b for suficientemente grande, pois existem c e M > 0 tal que para t>b e, portanto,

E por fim, para a suficientemente pequeno, f(t) se aproxima de L, pois , ou seja,

Como quando , então

Valor final Se é a transformada de Laplace de e

então,

Demonstração Usamos a Definição de transformada de Laplace para escrever

Observe que a primeira parcela do lado direito tende a zero independentemente do valor de .Porém, para suficientemente grande, se aproxima de , pois , ou seja,

e,

Como quando , então

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