Assignment # 1 (solution) Exercise 4.1
13.
L {f (t)} =
∫
∞
0
∞ ⎛ 1 ⎞ 1 te 4t e − st dt = ∫ te ( 4− s )t dt = ⎜⎜ te ( 4− s )t − e ( 4− s )t ⎟⎟ 2 0 (4 − s) ⎝4−s ⎠
25. L {t 3 + 3t 2 + 3t + 1} = 3! + 3 2 + 3 + 1 4 3 2
s
s
s
s
31. L {4t 2 − 5sin 3t} = 4 2 − 5 3 s3 s2 + 9 Exercise 4.2
5. L
(s + 1) 3 ⎫⎪ L ⎬= ⎨ ⎪⎩ s 4 ⎪⎭
-1 ⎧ ⎪
-1 ⎧ 1
⎨ ⎩s
+3
1 3 2 1 3! ⎫ 3 1 + + 4 ⎬ = 1 + 3t + t 2 + t 3 2 3 s 2s 6s ⎭ 2 6
1
∞ 0
=
1 ,s > 4 (4 − s ) 2
11. L
-1
⎧ ⎨ 2 ⎩s
5 ⎫ L ⎬= + 49 ⎭
-1 ⎧ 5
⎨ ⎩7
7 ⎫ 5 ⎬ = sin 7t s + 49 ⎭ 7 2
Exercise 4.3
7. L {e t sin 3t} =
3 (s −1) 2 + 9
⎫ ⎧ 19. L--1 ⎧⎪ 2s − 1 ⎫⎪ = L—1 ⎪⎨ 5 − 1 − 5 − 4 − 3 2 ⎪⎬ = 5 − t − 5e−t − 4te−t − 3 t 2e−t ⎨ 2 ⎬ 2 3 s + 1 (s + 1) 2 2 (s + 1) 3 ⎪⎭ 2 ⎪⎩ s s ⎪⎩ s ( s + 1) ⎪⎭
2
39. L- {tU (t − 2)} = L {(t − 2)U (t − 2) + 2U (t − 2)} = e
−2 s
s2
--1
43. L
e −2 s { 3 } = L—1 {1 23 e −2 s } = 1 (t − 2) 2U (t − 2) s 2s 2
Exercise 4.4
7
21. L- {e − t ∗ et cos t} =
s −1 (s + 1)[(s − 1) 2 + 1]
25.
27. L- {∫0 τ e t −τ dτ } = L- {t} L-{e t } = t
32.
3
1 s (s − 1) 2
+
2e −2 s s