tugas 1 transformasi laplace

5
TUGAS KALKULUS LANJUT DOSEN PENGAMPUH Prof. Dr. P. Siagian, M.Pd Oleh NAMA : WES WARUWU NIM : 8156172048 KELAS : B - 2 PRODI : PENDIDIKAN MATEMATIKA PENDIDIKAN MATEMATIKA PASCA SARJANA UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

Upload: wes-waruwu

Post on 12-Jan-2016

10 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

Laplace

TRANSCRIPT

Page 1: Tugas 1 Transformasi Laplace

TUGASKALKULUS LANJUT

DOSEN PENGAMPUH

Prof. Dr. P. Siagian, M.Pd

Oleh

NAMA : WES WARUWUNIM : 8156172048KELAS : B - 2PRODI : PENDIDIKAN MATEMATIKA

PENDIDIKAN MATEMATIKA PASCA SARJANAUNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2015

Page 2: Tugas 1 Transformasi Laplace

1. L {cos at }=F (s )=∫0

e−st cosat dt

Dengan menggunakan integral parsialMisalkan: u=cosat dv=e−st dt

du=−a sinat dt v=∫ e−st dt=−1se−st

∫0

e−st cosat dt=−1s

cosat e−st−as∫

0

e−st sinat dt

Dengan menggunakan integral parsial kembaliMisalkan u=sinat dv=e−st dt

du=acos at dt v=∫ e−st dt=−1se−st

Sehingga

∫0

e−st cosat dt=−1s

cosat e−st−as (−1

ssinat e−st+ a

s∫0

e−st cosat dt) ∫0

e−st cosat dt=−1s

cosat e−st+ as2 sinat e− st−a

2

s2∫0

e− stcos at dt

Dengan menambahkan kedua ruas dengan a2

s2∫0

e− stcos at dt akan diperoleh

∫0

e−st cosat dt+ a2

s2∫0

e−st cosat dt=−1s

cosat e−st+ as2 sinat e− st

(1+ a2

s2 )∫0

e−st cos at dt=−1s

cos at e−st+ as2

sin at e−st

( s2+a2

s2 )∫0

e−st cos at dt=−1s

cos at e−st+ as2

sin at e−st

∫0

e−st cosat dt=

−1s

cos at e−st+ as2 sinat e−st

( s2+a2

s2 ) |0

¿ (−1s

cos at e− st+ as2

sinat e−st)( s2

s2+a2 )|0

¿ −ss2+a2

cos at e−st+ a

s2+a2sinat e−st|

0

¿ [ limt →∞ ( −ss2+a2 cosat e−st+ a

s2+a2 sinat e−st)]−( −ss2+a2 cos 0e0+ a

s2+a2 sin 0e0) ¿ (0+0 )−( −s

s2+a+0)

¿ s

s2+a2

Page 3: Tugas 1 Transformasi Laplace

Jadi L {cos at }=F (s )= s

s2+a2

2. L {sinat }=F (s )=∫0

e−st sinat dt

Dengan menggunakan integral parsialMisalkan: u=sinat dv=e−st dt

du=acos at dt v=∫ e−st dt=−1se−st

∫0

e−st sinat dt=−1s

sinat e−st+ as∫0

e−st cosat dt

Dengan menggunakan integral parsial kembaliMisalkan u=cosat dv=e−st dt

du=−a sinat dt v=∫ e−st dt=−1se−st

Sehingga

∫0

e−st sinat dt=−1s

sinat e−st+ as (−1

scos at e−st−a

s∫0

e−st sinat dt) ∫0

e−st sinat dt=−1s

sinat e−st− as2

cos at e− st−a2

s2∫0

e− stsin at dt

Dengan menambahkan kedua ruas dengan a2

s2∫0

e− stsin at dt akan diperoleh

∫0

e−st sinat dt+ a2

s2∫0

e−st sinat dt=−1s

sinat e− st− as2 cos at e−st

(1+ a2

s2 )∫0

e−st sinat dt=−1s

sinat e− st− as2 cos at e−st

s2+a2

s2 ∫0

e− stsin at dt=−1s

sinat e−st− as2 cos at e−st

∫0

e−st sinat dt=

−1s

sinat e−st− as2 cosat e−st

s2+a2

s2|

0

¿ (−1s

sin at e−st− as2

cosat e−st)( s2

s2+a2 )|0

¿ −ss2+a2

sinat e−st− a

s2+a2cosat e−st|

0

¿ [ limt →∞ ( −ss2+a

sinat e−st− as2+a2 cos at e− s t)]−( −s

s2+a2 sin 0e0− as2+a2 cos 0e0)

Page 4: Tugas 1 Transformasi Laplace

¿ (0−0 )−(0−a

s2+a2 ) ¿ a

s2+a2

Jadi L {sinat }=F (s )= a

s2+a2

3. L {cosh at }=F ( s )=∫0

e−st cosh at dt

Karena cosh at=12

(eat+e−at ), maka

∫0

e−st coshat dt=∫0

e−st [ 12

(eat+e−at )]dt ¿

12

∫0

e−st (eat+e−at )dt

¿ 12∫

0

(e−st eat+e− st e−at )dt

¿ 12∫

0

(e−t ( s−a )+e−t ( s+a ) )dt

¿ 12 [ −1s−a

e−t ( s−a )− 1s+a

e−t (s+a )]0

¿ 12 {[ limt→∞ ( −1

s−ae−t ( s−a )− 1

s+ae−t (s+a ))]−( −1

s−ae0− 1

s+ae0)}

¿12 [ (0−0 )−( −1

s−a− 1s+a )]

¿12 ( 1s−a

+ 1s+a )

¿12 ( s+a+s−a( s−a ) (s+a ) )

¿12 ( 2 s

s2−a2 ) ¿

s

s2−a2

Jadi L {cosh at }=F ( s )= s

s2−a2