Uma funçào descontinua pode ter transformada de Laplace? Toda funçio contimua tem uma transformada de Laplace? Justifique.
Passo 1
O enunciado pergunta se uma função descontínua pode ter transformada de Laplace e se toda função contínua tem essa transformada. O conteúdo é Existência da Transformada de Laplace, e vamos precisar dos conceitos de continuidade por partes e de ordem exponencial.
Passo 2
A definição de transformada de Laplace de uma função f(t) em t≥0 é
Para essa integral convergir e definir uma transformada válida, basta que f(t) seja contínua por partes em [0,\infty) e de ordem exponencial. “Ordem exponencial” significa que existem constantes M>0 e a∈ℝ tais que
Passo 3
Como a condição exige apenas continuidade por partes, funções descontínuas podem sim ter transformada de Laplace. Por exemplo, a função degrau unitário u(t) é descontínua em t=0, mas é contínua por partes e limitada (logo de ordem exponencial), e sua transformada é
para Re(s)>0.
Passo 4
Nem toda função contínua possui transformada de Laplace, porque continuidade não garante condição de ordem exponencial. Por exemplo, f(t)=e{t2} é contínua em [0,∞), mas cresce mais rápido que qualquer
, fazendo com que
diverja para todo s.
Passo 5
Portanto, a existência da transformada de Laplace depende das duas condições (continuidade por partes e ordem exponencial), não só da continuidade.
Resposta
Funções descontínuas podem ter transformada se forem contínuas por partes e de ordem exponencial; nem toda função contínua tem transformada de Laplace, pois também precisa ser de ordem exponencial (por exemplo, f(t)=e{t2} não satisfaz isso e não tem transformada).