Nuevamente ¿Me ayudas con la transformada de Laplace?

Resuelve paso a paso

y"(prima) + y =cos (3t),  y(0)=2, y´(prima)(0)=-1

De agradezco de antemano nuevamente

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Respuesta
1

Edith Zamora!

Seguiré la misma notación que en el ejercicio anterior.

Esta vez tenemos la novedad de una derivada segunda, la teoría dice que:

L(y'') = s^2·L(y) - s·y(0) - y'(0)

llamando z=L(y) y haciendo la transformada en los dos lados tendremos

$$\begin{align}&s^2z - s\,y(0) - y'(0) + z = \frac s{s^2+9}\\ &\\ &z(s^2+1) - 2s +1 =  \frac s{s^2+9}\\ &\\ &z(s^2+1) = \frac s{s^2+9} +2s-1\\ &\\ &z= \frac{s}{(s^2+9)(s^2+1)} + \frac{2s-1}{s^2+1}\\ &\\ &\text{descomponemos en fracciones simples}\\ &\\ &\frac{s}{(s^2+9)(s^2+1)}=\frac{as+b}{s^2+9}+\frac{cs+d}{s^2+1}\\ &\\ &s=(as+b)(s^2+1)+(cs+d)(s^2+9)\\ &a=-c\\ &b=-d\\ &a+9c=1\implies 8c=1\implies c=\frac 18\implies a=-\frac 18\\ &b=-9d\implies -9d=-d\implies d=0\implies b=0\\ &\\ &z=-\frac 18 ·\frac{s}{s^2+9}+ \frac 18·\frac{s}{s^2+1}+2· \frac{s}{s^2+1}-\frac{1}{s^2+1}\\ &\\ &\text{y calculamos la inversa}\\ &\\ &y=-\frac{\cos 3t}{8}+\frac{17cost}{8}-sent\end{align}$$

Y eso es todo.

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