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1Fórmulas y métodos
Ecuaciones diferenciales
Crecimiento/decrecimiento exponencial
dy/dt = ky → y = y0ekt
Periodo de semidesintegración
k = ln 2 / t½
Ley de enfriamiento de Newton
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
Factor integrante
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
Depósito de mezcla
dm/dt = r·c − (r/V)·m
Matrices y determinantes
determinante 2×2
det = ad − bc
Inversa de 2×2
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
Producto
(AB)ij = Σk AikBkj
Valores propios
det(A − λI) = 0
Regla de Cramer
xi = det(Ai)/det(A)
Vectores: producto escalar y vectorial
Módulo
|a| = √(ax² + ay² + az²)
Vector unitario
û = a/|a|
Componentes a partir de un ángulo
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
Producto escalar
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
Proyección escalar de a sobre b
a·b/|b|
Trabajo
W = F·d
Producto vectorial
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
Áreas
paralelogramo |a × b|, triángulo ½|a × b|
Momento respecto a O
MO = r × F, r = A − O
Volumen de un paralelepípedo
V = |a·(b × c)|
Método
Escribe cada vector en componentes; para una fuerza dada por un módulo y un ángulo, usa F·cos θ y F·sin θ.
Para longitudes y direcciones usa el módulo √(x² + y² + z²) y el vector unitario a/|a|.
Usa el producto escalar para ángulos, proyecciones, perpendicularidad y trabajo: a·b = |a||b|cos θ.
Usa el producto vectorial para vectores perpendiculares, áreas y momentos: escribe con cuidado las tres componentes, manteniendo el orden a × b.
Integrales
Regla de la potencia
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Integral definida
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Integrales habituales
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Área entre curvas
∫ab (f − g) dx
Método
Reescribe el integrando como suma de términos sencillos siempre que puedas.
Aplica la regla de la potencia: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), y las integrales inmediatas de ex, 1/x, sin y cos.
Usa un cambio de variable cuando veas una función junto con su derivada.
En una integral definida, calcula F(b) − F(a).
Cálculo multivariable
Derivadas parciales
fx = ∂f/∂x (y constant), fxy = fyx
Gradiente
∇f = (fx, fy), largest slope |∇f|
Derivada direccional
Duf = ∇f·u, u = v/|v|
Plano tangente
z = f(a, b) + fx(x − a) + fy(y − b)
Regla de la cadena
dz/dt = fx·dx/dt + fy·dy/dt
Criterio de la segunda derivada
D = fxxfyy − fxy²: D > 0, fxx > 0 minimum; D > 0, fxx < 0 maximum; D < 0 saddle
Integral doble
∬R f dA = ∫ab∫g(x)h(x) f dy dx
Coordenadas polares
x = r cos θ, y = r sin θ, dA = r dr dθ
Método
En una derivada parcial, trata la otra variable como una constante y usa las reglas de una variable.
En las preguntas de gradiente calcula ∇f = (fx, fy) en el punto; usa |∇f| para la pendiente máxima y ∇f·u con un vector unitario u para una derivada direccional.
Para los extremos resuelve fx = 0 y fy = 0 a la vez y luego clasifica cada punto con D = fxx·fyy − fxy².
En una integral doble dibuja la región, elige el orden (o coordenadas polares para los discos) de modo que los límites interiores sean las curvas que la acotan, e integra primero la interior.
Sucesiones y series
Sucesión aritmética
aₙ = a₁ + (n − 1)d, Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2
Sucesión geométrica
aₙ = a₁rⁿ⁻¹, Sₙ = a₁(1 − rⁿ)/(1 − r)
Series geométricas infinitas
S = a₁/(1 − r), |r| < 1
Serie p
Σ1/kᵖ converges only for p > 1
Criterio del cociente
L = lim |ak+1/ak|: L < 1 converges, L > 1 diverges
Radio de convergencia
R = lim |ck/ck+1|
Polinomio de Taylor
Pₙ(x) = Σ f⁽ᵏ⁾(a)(x − a)ᵏ/k!
Serie de Maclaurin
eˣ = Σxᵏ/k!, sin x = x − x³/3! + …, cos x = 1 − x²/2! + …, ln(1 + x) = x − x²/2 + …
Cota del error de Lagrange
|Rₙ| ≤ M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!
Método
Identifica el tipo: aritmética (diferencia constante), geométrica (razón constante), una serie estándar, una serie de potencias o un polinomio de Taylor.
Para las sumas usa Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2, Sₙ = a₁(1 − rⁿ)/(1 − r), o S = a₁/(1 − r) cuando |r| < 1, con a₁ el primer término de la suma.
Para la convergencia: primero el criterio del término n-ésimo, luego compara con Σ1/kᵖ o con una serie geométrica, y usa el criterio del cociente o de la raíz para factoriales y potencias k-ésimas.
Para los polinomios de Taylor enumera f(a), f′(a), f″(a), …, divide la derivada k-ésima entre k! y acota el error con M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!.
Convolución y sistemas LTI
Convolución discreta
y[n] = Σ x[k]·h[n − k]
Convolución continua
y(t) = ∫ x(τ)·h(t − τ) dτ
Longitud y suma
Ly = Lx + Lh − 1, Σy = Σx·Σh
Inicio, final y área
t1 + t3 … t2 + t4, ∫y = ∫x·∫h
Escalón sobre e^(−at)u(t)
y(t) = (A/a)(1 − e−at)
Sistema de primer orden
y′ + a·y = b·x → h(t) = b·e−atu(t)
Recursión de primer orden
y[n] = a·y[n − 1] + b·x[n] → h[n] = b·aⁿ
Sinusoide a través de h(t)
|H(jω)|, ∠H(jω); H(jω) = b/(a + jω)
Amplitudes de la serie de Fourier
cuadrada ±A: 4A/(kπ), k impar; triangular ±A: 8A/(π²k²), k impar; tren de pulsos: A·D y (2A/(kπ))|sin kπD|
Método
Dibuja ambas señales y anota dónde es distinta de cero cada una.
Invierte h y deslízala: para cada instante de salida, halla el rango donde ambas señales se solapan.
Multiplica y suma (discreto) o multiplica e integra (continuo) solo en ese solapamiento.
Comprueba el resultado: la salida empieza en la suma de los instantes iniciales, termina en la suma de los instantes finales, y su área o suma es el producto de las áreas o sumas de las entradas.
2Problemas de práctica
1.Ecuaciones diferencialesMedia
Resuelve y″ + 6y′ + 8y = 0 con y(0) = 2 e y′(0) = 1. Halla y(0,5).
Sea C = AB para las matrices mostradas. Calcula el elemento c12 (fila 1, columna 2).
A = [−6 4; −4 −5]B = [5 6; 2 5]
c12 =
4.Matrices y determinantesDifícil
Resuelve el sistema 6x + 3y = 2 y 3x + y = 10. Calcula x.
6x + 3y = 23x + y = 10
x =
5.Vectores: producto escalar y vectorialMedia
Una fuerza constante F = (−20, 30, −5) N actúa sobre un objeto mientras este se mueve en línea recta del punto A(−4, −2, 1) al punto B(−1, 3, 5). Las coordenadas están en metros. Halla el trabajo W realizado por la fuerza.
F = (−20, 30, −5) NA(−4, −2, 1) mB(−1, 3, 5) m
W = J
6.Vectores: producto escalar y vectorialDifícil
Para a = (4, 6, −5) y b = (−2, −5, −3), halla la componente z (a × b)z del producto vectorial a × b.
a = (4, 6, −5)b = (−2, −5, −3)
(a × b)z =
7.IntegralesMedia
Calcula I = ∫₀π x·cos x dx (x en radianes).
∫₀π x·cos x dx
I =
8.IntegralesDifícil
Calcula el área A de la región encerrada entre y = 0,5x2 e y = 4x.
y = 0,5x2y = 4x
A =
9.Cálculo multivariableMedia
Para f(x, y) = x²e2y, halla la dirección de máximo crecimiento en (0,5, −1) como el ángulo θ desde el eje x positivo, en grados entre −180° y 180°.
f(x, y) = x²e2yP = (0,5, −1)
θ = °
10.Cálculo multivariableDifícil
La integral I = ∫00,8 ∫x0,8 sin(y²) dy dx no se puede calcular en este orden. Invierte el orden de integración y calcúlala.
f = sin(y²)0 ≤ x ≤ y ≤ 0,8
I =
11.Sucesiones y seriesMedia
Halla el radio de convergencia R de la serie de potencias Σk=1∞ k²·4ᵏ·xᵏ.
Σ k²·4ᵏ·xᵏx₀ = 0
R =
12.Sucesiones y seriesDifícil
f(x) = cos x se aproxima en x = 1 por su polinomio de Maclaurin de grado n. Con la cota de Lagrange M·|x|ⁿ⁺¹/(n + 1)! y M = 1, halla el menor grado n que garantiza un error inferior a 1 × 10⁻⁶.
f(x) = cos xx = 1M = 1ε = 1 × 10⁻⁶
n =
13.Transformadas de LaplaceMedia
Halla f(t) para F(s) = (2s + 39)/(s² + 4s + 4) y evalúa f(0,2).
F(s) = (2s + 39)/(s² + 4s + 4)t = 0,2 s
f(0.2) =
14.Transformadas de LaplaceDifícil
Resuelve y″ + 8y′ + 12y = 0 con y(0) = 1 y y′(0) = −4 usando la transformada de Laplace, y halla y(0,4).
y″ + 8y′ + 12y = 0y(0) = 1y′(0) = −4t = 0,4 s
y(0.4) =
15.Convolución y sistemas LTIMedia
El pulso x(t) = 3 para 0 ≤ t < 2 s (cero en el resto) se aplica a un sistema con la respuesta al impulso h(t) = 3 para 0 ≤ t < 4 s (cero en el resto). Halla la salida y(0,5) en t = 0,5 s.
x(t) = 3, 0 ≤ t < 2 sh(t) = 3, 0 ≤ t < 4 st = 0,5 s
y(0.5) =
16.Convolución y sistemas LTIDifícil
Un sistema obedece y[n] = 0,6·y[n − 1] + 4·x[n] y parte del reposo. La entrada es el escalón unitario x[n] = u[n]. Halla y[5].
y[n] = 0,6y[n − 1] + 4x[n]x[n] = u[n]
y[5] =
3Disoluciones
1.Ecuaciones diferenciales
Respuesta: y(0.5) = 1,317
Ecuaciones lineales de segundo orden: para y″ + b·y′ + c·y = 0 prueba y = ert: esto da la ecuación característica r² + b·r + c = 0. Dos raíces reales r₁ ≠ r₂ dan y = A·er₁t + B·er₂t (sobreamortiguado); una raíz doble r da y = (A + Bt)·ert (amortiguamiento crítico); las raíces complejas −α ± jω dan y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (subamortiguado, oscilante). Los valores iniciales y(0) e y′(0) fijan A y B. Escrita como y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0, ωn es la frecuencia natural y ζ el factor de amortiguamiento: con ζ < 1 hay oscilación. Con una entrada constante, y″ + by′ + cy = c·K, la solución es el valor estacionario K más la respuesta libre.
Raíces características
(r + 2)(r + 4) = 0 → r = −2, −4
Constantes a partir de los valores iniciales
A + B = 2, −2A − 4B = 1
A = 4,5, B = −2,5
Evalúa
y(0,5) = 4,5·e−1 + (−2,5)·e−2 = 1,317
Respuesta
y(0,5) = 1,317
2.Ecuaciones diferenciales
Respuesta: y(2) = 1,179
Ecuaciones diferenciales de primer orden: dy/dt = k·y tiene la solución y = y₀·ekt (crecimiento para k > 0, decrecimiento para k < 0); un periodo de semidesintegración T da k = ln 2/T. La ley de enfriamiento de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ), da T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. Una ecuación lineal y′ + p(x)·y = q(x) se resuelve con el factor integrante μ = e∫p dx: (μy)′ = μq, así que μy = ∫μq dx + C.
Factor integrante
μ = e3t
(e3ty)′ = 8e2,5t
Solución general
y = 8/2,5·e−0,5t + C·e−3t = 3,2·e−0,5t + C·e−3t
Condición inicial
4 = 3,2 + C → C = 0,8
Evalúa
y(2) = 3,2·0,3679 + 0,8·0,002479 = 1,179
Respuesta
y(2) = 1,179
3.Matrices y determinantes
Respuesta: c12 = −16
Matrices: el determinante de una matriz 2×2 es ad − bc. En 3×3, desarrolla por una fila: cada elemento por el determinante de la matriz 2×2 que queda al quitar su fila y su columna, con signos alternos + − +. Los valores propios λ cumplen det(A − λI) = 0; en 2×2 es λ² − (traza)·λ + det = 0.
Fila por columna
c12 = (−6)·6 + 4·5 = −16
Respuesta
c12 = −16
4.Matrices y determinantes
Respuesta: x = 9,333
Matrices: el determinante de una matriz 2×2 es ad − bc. En 3×3, desarrolla por una fila: cada elemento por el determinante de la matriz 2×2 que queda al quitar su fila y su columna, con signos alternos + − +. Los valores propios λ cumplen det(A − λI) = 0; en 2×2 es λ² − (traza)·λ + det = 0.
Determinante de la matriz de coeficientes
det A = 6·1 − 3·3 = −3
Sustituir la columna de x
det Aₓ = 2·1 − 3·10 = −28
x = −28/(−3) = 9,333
Respuesta
x = 9,333
y = −18
5.Vectores: producto escalar y vectorial
Respuesta: W = 70 J
Dot product:a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, a scalar. It gives the angle between two vectors, cos θ = a·b/(|a|·|b|), and it is zero when they are perpendicular. The scalar projection of a onto b is a·b/|b|, and a constant force F moving through a displacement d does work W = F·d.
Desplazamiento
d = B − A = (−1, 3, 5) − (−4, −2, 1) = (3, 5, 4) m
Trabajo
W = F·d = (−20)·3 + 30·5 + (−5)·4 = 70 J
Respuesta
W = 70 J
6.Vectores: producto escalar y vectorial
Respuesta: (a × b)z = −8
Cross product:a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) is perpendicular to both vectors, and |a × b| = |a|·|b|·sin θ is the area of the parallelogram they span (the triangle has half of it). Order matters: b × a = −(a × b). The moment of a force F applied at point A about point O is MO = r × F, with r = A − O.
Producto vectorial, componente a componente
(a × b)x = aybz − azby = 6·(−3) − (−5)·(−5) = −43
(a × b)y = azbx − axbz = (−5)·(−2) − 4·(−3) = 22
(a × b)z = axby − aybx = 4·(−5) − 6·(−2) = −8
Componente pedida
(a × b)z = −8
Respuesta
(a × b)z = −8
Comprueba: a × b es perpendicular a ambos vectores, así que su producto escalar con a y con b es cero.
7.Integrales
Respuesta: I = −2
Integración por partes: ∫u·dv = u·v − ∫v·du, a partir de la regla del producto. Elige como u el factor que se simplifica al derivarlo (una potencia de x, o ln x), y como dv el factor que sabes integrar (eˣ, sin x, cos x, o x cuando u = ln x). En una integral definida, evalúa u·v en ambos límites: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Un factor x² necesita dos vueltas.
Elige u y dv
u = x, du = dx; dv = cos x dx, v = sin x
Primitiva
∫x cos x dx = x sin x − ∫sin x dx = x sin x + cos x
Límites
(π·sin π + cos π) − (0 + 1) = −2
Respuesta
I = −2
8.Integrales
Respuesta: A = 42,67
Integrales definidas: ∫ₐᵇ f(x) dx es el área con signo entre la gráfica y el eje x de a a b. Busca una primitiva F (con F′ = f) y calcula F(b) − F(a). Regla de la potencia: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). El área entre dos curvas es ∫(superior − inferior) dx.
Puntos de corte
0,5x2 = 4x → x = 0, x = 8
Integrar superior menos inferior
A = [2x2 − 0,1667x3]08 = 42,67
Respuesta
A = 42,67
9.Cálculo multivariable
Respuesta: θ = 26,57 °
Gradiente: ∇f = (fx, fy) apunta en la dirección de máximo crecimiento, y |∇f| es la mayor tasa de variación. La derivada direccional a lo largo de una dirección v es Duf = ∇f·u con el vector unitario u = v/|v|. El plano tangente en (a, b) es z = f(a, b) + fx(a, b)(x − a) + fy(a, b)(y − b); da la aproximación lineal de f cerca de ese punto. Regla de la cadena: dz/dt = fx·dx/dt + fy·dy/dt.
Derivadas parciales
fx = 2xe2y → fx(0,5, −1) = 0,1353
fy = 2x²e2y → fy(0,5, −1) = 0,06767
Dirección
θ = atan2(0,06767, 0,1353) = 26,57°
Respuesta
θ = 26,57°
10.Cálculo multivariable
Respuesta: I = 0,09895
Puntos críticos e integrales dobles: un punto crítico cumple fx = fy = 0. Criterio de la segunda derivada con D = fxxfyy − fxy²: D > 0 y fxx > 0 es un mínimo local, D > 0 y fxx < 0 un máximo local, D < 0 un punto de silla, y D = 0 no decide nada. En una integral doble sobre una región general, los límites interiores son las curvas que acotan la región; para discos y sectores usa coordenadas polares, x = r cos θ, y = r sin θ y dA = r dr dθ (no olvides el factor r).
Región
0 ≤ x ≤ y, 0 ≤ y ≤ 0,8
Orden invertido
I = ∫00,8 ∫0y sin(y²) dx dy = ∫00,8 y·sin(y²) dy
Sustitución u = y²
I = [−cos(y²)/2]00,8 = 0,09895
Respuesta
I = 0,09895
11.Sucesiones y series
Respuesta: R = 0,25
Convergencia: si los términos no tienden a 0, la serie diverge (criterio del término n-ésimo). Σ1/kᵖ converge solo para p > 1, y Σrᵏ solo para |r| < 1. Compara una serie con una de estas cuando sus términos se comporten como ellas para k grande. Criterio del cociente: L = lim |ak+1/ak|; criterio de la raíz: L = lim |ak|1/k. L < 1 converge, L > 1 diverge, L = 1 no decide nada. Una serie de potencias Σck(x − x₀)ᵏ converge para |x − x₀| < R con R = lim |ck/ck+1|; una serie alternada con términos decrecientes hacia 0 converge.
Coeficientes
ck/ck+1 = (1/4)·(k/(k + 1))² → 1/4
Radio
R = 0,25
Respuesta
R = 0,25
El criterio del cociente no dice nada en los dos extremos; hay que comprobarlos por separado.
12.Sucesiones y series
Respuesta: n = 9
Polinomios de Taylor: cerca de x = a una función suave se aproxima por Pₙ(x) = f(a) + f′(a)(x − a) + f″(a)(x − a)²/2! + … + f⁽ⁿ⁾(a)(x − a)ⁿ/n!; para a = 0 es el polinomio de Maclaurin. Series estándar: eˣ = Σxᵏ/k!, sin x = x − x³/3! + x⁵/5! − …, cos x = 1 − x²/2! + x⁴/4! − …, ln(1 + x) = x − x²/2 + x³/3 − …, 1/(1 − x) = Σxᵏ. Cota del error de Lagrange: |f(x) − Pₙ(x)| ≤ M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!, donde M es el mayor valor de |f⁽ⁿ⁺¹⁾| entre a y x.
Cotas para n creciente
n = 8: 2,756 × 10⁻⁶ ≥ 1 × 10⁻⁶
n = 9: 2,756 × 10⁻⁷ < 1 × 10⁻⁶
Menor grado
n = 9
Respuesta
n = 9
13.Transformadas de Laplace
Respuesta: f(0.2) = 6,033
Transformada de Laplace: F(s) = ∫₀∞ f(t)·e−st dt convierte las derivadas en multiplicaciones por s: ℒ{f′} = sF(s) − f(0), ℒ{f″} = s²F(s) − s·f(0) − f′(0). Pares estándar: 1 ↔ 1/s, e−at ↔ 1/(s + a), t·e−at ↔ 1/(s + a)², sin ωt ↔ ω/(s² + ω²), cos ωt ↔ s/(s² + ω²), y un desplazamiento s → s + σ multiplica la función temporal por e−σt. Para invertir una F(s) racional, descomponla en fracciones parciales: el residuo de un polo simple p es A = [(s − p)·F(s)] en s = p. Teorema del valor final: f(∞) = lims→0 s·F(s), válido solo cuando todos los polos de s·F(s) están en el semiplano izquierdo. Teorema del valor inicial: f(0⁺) = lims→∞ s·F(s).
Factoriza el denominador
s² + 4s + 4 = (s + 2)²
Fracciones parciales
2s + 39 = 2(s + 2) + 35
F(s) = 2/(s + 2) + 35/(s + 2)²
Transformada inversa
f(t) = 2·e−2t + 35·t·e−2t
f(0,2) = (2 + 35·0,2)·e−2·0,2 = 6,033
Respuesta
f(0,2) = 6,033
14.Transformadas de Laplace
Respuesta: y(0.4) = 0,27
Transformada de Laplace: F(s) = ∫₀∞ f(t)·e−st dt convierte las derivadas en multiplicaciones por s: ℒ{f′} = sF(s) − f(0), ℒ{f″} = s²F(s) − s·f(0) − f′(0). Pares estándar: 1 ↔ 1/s, e−at ↔ 1/(s + a), t·e−at ↔ 1/(s + a)², sin ωt ↔ ω/(s² + ω²), cos ωt ↔ s/(s² + ω²), y un desplazamiento s → s + σ multiplica la función temporal por e−σt. Para invertir una F(s) racional, descomponla en fracciones parciales: el residuo de un polo simple p es A = [(s − p)·F(s)] en s = p. Teorema del valor final: f(∞) = lims→0 s·F(s), válido solo cuando todos los polos de s·F(s) están en el semiplano izquierdo. Teorema del valor inicial: f(0⁺) = lims→∞ s·F(s).
Transforma la ecuación
s²Y − 1s − (−4) + 8(sY − 1) + 12Y = 0
Y(s) = (s + 4)/((s + 2)(s + 6))
Fracciones parciales
A = 2/4 = 0,5
B = −2/(−4) = 0,5
Resultado
y(t) = 0,5·e−2t + 0,5·e−6t
y(0,4) = 0,27
Respuesta
y(0,4) = 0,27
Comprueba: y(0) = A + B = 1.
15.Convolución y sistemas LTI
Respuesta: y(0.5) = 4,5
Convolución continua: y(t) = ∫ x(τ)·h(t − τ) dτ. Invierte h, desplázala hasta la posición t e integra el producto de las partes que se solapan. Para señales causales la integral va de 0 a t. Resultados útiles: el área de y es el área de x por el área de h; si x dura de t₁ a t₂ y h de t₃ a t₄, y dura de t₁ + t₃ a t₂ + t₄. Para h(t) = e−atu(t) y un escalón de altura A, y(t) = (A/a)(1 − e−at).
Solapamiento del pulso invertido
h(t − τ) es el pulso de h invertido y desplazado de modo que termina en τ = t.
τ ∈ [0, 0,5] → longitud 0,5 s
Integral
y(0,5) = 3·3·0,5 = 4,5
Respuesta
y(0,5) = 4,5
y(t) es un trapecio: sube desde 0, se mantiene en 18 y vuelve a 0 en t = 6 s.
16.Convolución y sistemas LTI
Respuesta: y[5] = 9,533
Respuesta al impulso y serie de Fourier: la respuesta al impulso h(t) describe por completo un sistema LTI: para y′ + a·y = b·x es h(t) = b·e−atu(t), y para y[n] = a·y[n − 1] + b·x[n] es h[n] = b·aⁿu[n]. Una sinusoide cos ωt pasa con ganancia |H(jω)| y fase ∠H(jω), donde H es la transformada de Fourier de h. Una señal periódica es una suma de armónicos a k/T: una onda cuadrada de ±A tiene solo armónicos impares con amplitudes 4A/(kπ), una onda triangular de pico A tiene 8A/(π²k²), y un tren de pulsos de altura A y ciclo de trabajo D tiene el valor medio A·D y los armónicos (2A/(kπ))·|sin(kπD)|.