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1Formule e metodi
Equazioni differenziali
Crescita/decadimento esponenziale
dy/dt = ky → y = y0ekt
Tempo di dimezzamento
k = ln 2 / t½
Legge di raffreddamento di Newton
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
Fattore integrante
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
Serbatoio di miscelazione
dm/dt = r·c − (r/V)·m
Matrici e determinanti
determinante 2×2
det = ad − bc
Inversa di una 2×2
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
Prodotto
(AB)ij = Σk AikBkj
Autovalori
det(A − λI) = 0
Regola di Cramer
xi = det(Ai)/det(A)
Vettori: prodotto scalare e vettoriale
Modulo
|a| = √(ax² + ay² + az²)
Versore
û = a/|a|
Componenti a partire da un angolo
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
Prodotto scalare
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
Proiezione scalare di a su b
a·b/|b|
Lavoro
W = F·d
Prodotto vettoriale
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
Aree
parallelogramma |a × b|, triangolo ½|a × b|
Momento rispetto a O
MO = r × F, r = A − O
Volume di un parallelepipedo
V = |a·(b × c)|
Metodo
Scrivi ogni vettore in componenti; per una forza data da un modulo e un angolo, usa F·cos θ e F·sin θ.
Per lunghezze e direzioni usa il modulo √(x² + y² + z²) e il versore a/|a|.
Usa il prodotto scalare per angoli, proiezioni, perpendicolarità e lavoro: a·b = |a||b|cos θ.
Usa il prodotto vettoriale per vettori perpendicolari, aree e momenti: scrivi con cura le tre componenti, mantenendo l’ordine a × b.
Integrali
Regola della potenza
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Integrale definito
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Integrali fondamentali
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Area tra due curve
∫ab (f − g) dx
Metodo
Riscrivi, dove possibile, la funzione integranda come somma di termini semplici.
Applica la regola della potenza: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), e gli integrali notevoli per ex, 1/x, sin e cos.
Usa la sostituzione quando vedi insieme una funzione e la sua derivata.
Per un integrale definito calcola F(b) − F(a).
Calcolo multivariabile
Derivate parziali
fx = ∂f/∂x (y constant), fxy = fyx
Gradiente
∇f = (fx, fy), largest slope |∇f|
Derivata direzionale
Duf = ∇f·u, u = v/|v|
Piano tangente
z = f(a, b) + fx(x − a) + fy(y − b)
Regola della catena
dz/dt = fx·dx/dt + fy·dy/dt
Test delle derivate seconde
D = fxxfyy − fxy²: D > 0, fxx > 0 minimum; D > 0, fxx < 0 maximum; D < 0 saddle
Integrale doppio
∬R f dA = ∫ab∫g(x)h(x) f dy dx
Coordinate polari
x = r cos θ, y = r sin θ, dA = r dr dθ
Metodo
Per una derivata parziale, tratta l’altra variabile come una costante e usa le regole a una variabile.
Per le domande sul gradiente calcola ∇f = (fx, fy) nel punto; usa |∇f| per la pendenza massima e ∇f·u con un versore u per una derivata direzionale.
Per gli estremi risolvi insieme fx = 0 e fy = 0, poi classifica ogni punto con D = fxx·fyy − fxy².
Per un integrale doppio disegna la regione, scegli l’ordine (o le coordinate polari per i dischi) in modo che gli estremi interni siano le curve di contorno, e integra prima all’interno.
Successioni e serie
Successione aritmetica
aₙ = a₁ + (n − 1)d, Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2
Successione geometrica
aₙ = a₁rⁿ⁻¹, Sₙ = a₁(1 − rⁿ)/(1 − r)
Serie geometrica infinita
S = a₁/(1 − r), |r| < 1
Serie armonica generalizzata
Σ1/kᵖ converges only for p > 1
Criterio del rapporto
L = lim |ak+1/ak|: L < 1 converges, L > 1 diverges
Raggio di convergenza
R = lim |ck/ck+1|
Polinomio di Taylor
Pₙ(x) = Σ f⁽ᵏ⁾(a)(x − a)ᵏ/k!
Serie di Maclaurin
eˣ = Σxᵏ/k!, sin x = x − x³/3! + …, cos x = 1 − x²/2! + …, ln(1 + x) = x − x²/2 + …
Maggiorazione di Lagrange
|Rₙ| ≤ M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!
Metodo
Individua il tipo: aritmetica (differenza costante), geometrica (ragione costante), una serie notevole, una serie di potenze o un polinomio di Taylor.
Per le somme usa Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2, Sₙ = a₁(1 − rⁿ)/(1 − r), oppure S = a₁/(1 − r) quando |r| < 1, con a₁ il primo termine della somma.
Per la convergenza: prima il criterio del termine n-esimo, poi confronta con Σ1/kᵖ o con una serie geometrica, e usa il criterio del rapporto o della radice per fattoriali e potenze k-esime.
Per i polinomi di Taylor elenca f(a), f′(a), f″(a), …, dividi la derivata k-esima per k!, e maggiora l’errore con M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!.
Convoluzione e sistemi LTI
Convoluzione discreta
y[n] = Σ x[k]·h[n − k]
Convoluzione continua
y(t) = ∫ x(τ)·h(t − τ) dτ
Lunghezza e somma
Ly = Lx + Lh − 1, Σy = Σx·Σh
Inizio, fine e area
t1 + t3 … t2 + t4, ∫y = ∫x·∫h
Gradino in e^(−at)u(t)
y(t) = (A/a)(1 − e−at)
Sistema del primo ordine
y′ + a·y = b·x → h(t) = b·e−atu(t)
Ricorsione del primo ordine
y[n] = a·y[n − 1] + b·x[n] → h[n] = b·aⁿ
Sinusoide attraverso h(t)
|H(jω)|, ∠H(jω); H(jω) = b/(a + jω)
Ampiezze della serie di Fourier
onda quadra ±A: 4A/(kπ), k dispari; onda triangolare ±A: 8A/(π²k²), k dispari; treno di impulsi: A·D e (2A/(kπ))|sin kπD|
Metodo
Disegna entrambi i segnali e annota dove ciascuno è non nullo.
Ribalta h e falla scorrere: per ogni istante di uscita, trova l’intervallo in cui i due segnali si sovrappongono.
Moltiplica e somma (discreto) oppure moltiplica e integra (continuo) solo su quella sovrapposizione.
Controlla il risultato: l’uscita inizia alla somma degli istanti iniziali, finisce alla somma degli istanti finali, e la sua area o somma è il prodotto delle aree o somme degli ingressi.
2Esercizi
1.Equazioni differenzialiMedia
Una lattina di bibita a 3 °C viene tolta dal frigorifero e portata in una stanza a 26 °C. Segue la legge di raffreddamento di Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Con k = 0,06 min⁻¹, trova la sua temperatura T dopo 14 min.
T0 = 3 °CTa = 26 °Ck = 0,06 min⁻¹t = 14 min
T = °C
2.Equazioni differenzialiDifficile
Un serbatoio contiene 1000 L di acqua in cui sono disciolti 5 kg di sale. Una salamoia con 0,1 kg di sale per litro entra a 10 L/min, e la soluzione ben miscelata esce con la stessa portata. Dopo quanti minuti t il serbatoio contiene 43 kg di sale?
V = 1000 Lm0 = 5 kgc = 0,1 kg/Lr = 10 L/min
t = min
3.Matrici e determinantiMedia
Sia C = AB per le matrici mostrate. Trova l'elemento c22 (riga 2, colonna 2).
A = [4 3; −2 0]B = [−6 −2; 1 5]
c22 =
4.Matrici e determinantiDifficile
Risolvi il sistema −6x + 5y = −3 e −6x − 2y = −6. Trova x.
−6x + 5y = −3−6x − 2y = −6
x =
5.Vettori: prodotto scalare e vettorialeMedia
Trova la proiezione scalare compb a di a = (6, 7, −3) su b = (−3, −6, 6), cioè la componente di a nella direzione di b.
a = (6, 7, −3)b = (−3, −6, 6)
compb a =
6.Vettori: prodotto scalare e vettorialeDifficile
Trova il volume V del parallelepipedo i cui spigoli uscenti da un vertice sono a = (3, 4, −2), b = (5, 2, −4) e c = (−4, 0, −2).
a = (3, 4, −2)b = (5, 2, −4)c = (−4, 0, −2)
V =
7.IntegraliMedia
Calcola I = ∫12 2/x dx.
f(x) = 2/x[1, 2]
I =
8.IntegraliDifficile
Trova l'area A della regione tra la parabola y = 4 − x² e l'asse x.
y = 4 − x²
A =
9.Calcolo multivariabileMedia
z = −3x²y + 5x³ − 4y² − 3xy con x = 3t + 1 e y = −t² − 1. Usa la regola della catena per trovare dz/dt in t = 0.
f(x) = cos x è approssimata in x = 1,5 dal suo polinomio di Maclaurin di grado n. Con la maggiorazione di Lagrange M·|x|ⁿ⁺¹/(n + 1)! e M = 1, trova il grado minimo n che garantisce un errore inferiore a 0,001.
f(x) = cos xx = 1,5M = 1ε = 0,001
n =
13.Trasformate di LaplaceMedia
Trova f(t) per F(s) = 10/(s(s + 4)(s + 5)) con i fratti semplici, e calcola f(0,3).
F(s) = 10/(s(s + 4)(s + 5))t = 0,3 s
f(0.3) =
14.Trasformate di LaplaceDifficile
Un sistema è descritto dall’equazione differenziale y″ + 6y′ + 18y = 5u, con ingresso u(t) e uscita y(t). Trova la sua funzione di trasferimento G(s) = Y(s)/U(s) (condizioni iniziali nulle) e calcola la risposta all’impulso g(t) per t = 0,6 s. Trova g(0,6).
y″ + 6y′ + 18y = 5ut = 0,6 s
g(0.6) =
15.Convoluzione e sistemi LTIMedia
L’impulso x(t) = 10 per 0 ≤ t < 2 s (nullo altrove) è applicato a un sistema con h(t) = e−1tu(t). Trova l’uscita y(4) in t = 4 s, dopo che l’impulso è terminato.
x(t) = 10, 0 ≤ t < 2 sh(t) = e−1tu(t)t = 4 s
y(4) =
16.Convoluzione e sistemi LTIDifficile
L’ingresso x(t) = 5·cos(20t) è applicato a un sistema con h(t) = 10·e−20tu(t). Trova l’ampiezza Ym dell’uscita a regime.
h(t) = 10e−20tu(t)x(t) = 5cos(20t)
Ym =
3Soluzioni
1.Equazioni differenziali
Risposta: T = 16,07 °C
Equazioni differenziali del primo ordine: dy/dt = k·y ha soluzione y = y₀·ekt (crescita per k > 0, decadimento per k < 0); un tempo di dimezzamento T dà k = ln 2/T. La legge di raffreddamento di Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ), dà T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. Un’equazione lineare y′ + p(x)·y = q(x) si risolve con il fattore integrante μ = e∫p dx: (μy)′ = μq, quindi μy = ∫μq dx + C.
Soluzione della legge di raffreddamento
T(t) = 26 + (−23)·e−0,06t
Sostituisci t
T(14) = 26 + (−23)·0,4317 = 16,07 °C
Risposta
T = 16,07 °C
2.Equazioni differenziali
Risposta: t = 51,08 min
Equazioni differenziali del primo ordine: dy/dt = k·y ha soluzione y = y₀·ekt (crescita per k > 0, decadimento per k < 0); un tempo di dimezzamento T dà k = ln 2/T. La legge di raffreddamento di Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ), dà T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. Un’equazione lineare y′ + p(x)·y = q(x) si risolve con il fattore integrante μ = e∫p dx: (μy)′ = μq, quindi μy = ∫μq dx + C.
Risultato
m(t) = 100 + (−95)·e−t/100
Risolvi per t
e−t/100 = (100 − 43)/(100 − 5) = 0,6
t = 100·ln(1,667) = 51,08 min
Risposta
t = 51,08 min
3.Matrici e determinanti
Risposta: c22 = 4
Matrici: il determinante di una matrice 2×2 è ad − bc. Per una 3×3 sviluppa lungo una riga: ogni elemento per il determinante della 2×2 che resta togliendo la sua riga e la sua colonna, con segni alterni + − +. Gli autovalori λ risolvono det(A − λI) = 0; per una 2×2 è λ² − (traccia)·λ + det = 0.
Riga per colonna
c22 = (−2)·(−2) + 0·5 = 4
Risposta
c22 = 4
4.Matrici e determinanti
Risposta: x = 0,8571
Matrici: il determinante di una matrice 2×2 è ad − bc. Per una 3×3 sviluppa lungo una riga: ogni elemento per il determinante della 2×2 che resta togliendo la sua riga e la sua colonna, con segni alterni + − +. Gli autovalori λ risolvono det(A − λI) = 0; per una 2×2 è λ² − (traccia)·λ + det = 0.
Determinante della matrice dei coefficienti
det A = (−6)·(−2) − 5·(−6) = 42
Sostituisci la colonna di x
det Aₓ = (−3)·(−2) − 5·(−6) = 36
x = 36/42 = 0,8571
Risposta
x = 0,8571
y = 0,4286
5.Vettori: prodotto scalare e vettoriale
Risposta: compb a = −8,667
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.
Prodotto scalare
a·b = 6·(−3) + 7·(−6) + (−3)·6 = −78
Lunghezza di b
|b| = √((−3)² + (−6)² + 6²) = 9
Proiezione scalare
compb a = a·b/|b| = −78/9 = −8,667
Risposta
compb a = −8,667
Negativa: a ha una componente rivolta contro b.
6.Vettori: prodotto scalare e vettoriale
Risposta: V = 76
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.
Prodotto vettoriale b × c
(b × c)x = bycz − bzcy = 2·(−2) − (−4)·0 = −4
(b × c)y = bzcx − bxcz = (−4)·(−4) − 5·(−2) = 26
(b × c)z = bxcy − bycx = 5·0 − 2·(−4) = 8
Prodotto scalare con a
a·(b × c) = 3·(−4) + 4·26 + (−2)·8 = 76
V = |76| = 76
Risposta
V = 76
7.Integrali
Risposta: I = 1,386
Integrali definiti: ∫ₐᵇ f(x) dx è l'area con segno tra il grafico e l'asse x da a a b. Trova una primitiva F (con F′ = f) e calcola F(b) − F(a). Regola della potenza: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). L'area tra due curve è ∫(superiore − inferiore) dx.
Primitiva
F(x) = 2·ln x
Valuta agli estremi
I = 2·(ln 2 − ln 1) = 2·ln 2 = 1,386
Risposta
I = 1,386
8.Integrali
Risposta: A = 10,67
Integrali definiti: ∫ₐᵇ f(x) dx è l'area con segno tra il grafico e l'asse x da a a b. Trova una primitiva F (con F′ = f) e calcola F(b) − F(a). Regola della potenza: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). L'area tra due curve è ∫(superiore − inferiore) dx.
Zeri
4 − x² = 0 → x = ±2
Integra
A = [4x − x³/3]−22 = 5,333 − (−5,333) = 10,67
Risposta
A = 10,67
9.Calcolo multivariabile
Risposta: dz/dt = 72
Gradiente: ∇f = (fx, fy) punta nella direzione di massima crescita, e |∇f| è la massima velocità di variazione. La derivata direzionale lungo una direzione v è Duf = ∇f·u con il versore u = v/|v|. Il piano tangente in (a, b) è z = f(a, b) + fx(a, b)(x − a) + fy(a, b)(y − b); dà l’approssimazione lineare di f vicino a quel punto. Regola della catena: dz/dt = fx·dx/dt + fy·dy/dt.
Punto e velocità di variazione
x(0) = 1, y(0) = −1
dx/dt = 3, dy/dt = −2t = 0
Derivate parziali
fx = −6xy + 15x² − 3y = 24
fy = −3x² − 8y − 3x = 2
Regola della catena
dz/dt = 24·3 + 2·0 = 72
Risposta
dz/dt = 72
10.Calcolo multivariabile
Risposta: I = 0,4207
Punti critici e integrali doppi: un punto critico ha fx = fy = 0. Test delle derivate seconde con D = fxxfyy − fxy²: D > 0 e fxx > 0 è un minimo locale, D > 0 e fxx < 0 un massimo locale, D < 0 un punto di sella, e D = 0 non decide nulla. Per un integrale doppio su una regione generica, prendi come estremi interni le curve che delimitano la regione; per dischi e settori usa le coordinate polari, x = r cos θ, y = r sin θ e dA = r dr dθ (non dimenticare il fattore r).
Regione
0 ≤ x ≤ y, 0 ≤ y ≤ 1
Ordine invertito
I = ∫01 ∫0y cos(y²) dx dy = ∫01 y·cos(y²) dy
Sostituzione u = y²
I = [sin(y²)/2]01 = 0,4207
Risposta
I = 0,4207
11.Successioni e serie
Risposta: B: Σ (−1)ᵏ/k
Convergenza: se i termini non tendono a 0 la serie diverge (criterio del termine n-esimo). Σ1/kᵖ converge solo per p > 1, e Σrᵏ solo per |r| < 1. Confronta una serie con una di queste quando i suoi termini si comportano come loro per k grande. Criterio del rapporto: L = lim |ak+1/ak|; criterio della radice: L = lim |ak|1/k. L < 1 converge, L > 1 diverge, L = 1 non decide nulla. Una serie di potenze Σck(x − x₀)ᵏ converge per |x − x₀| < R con R = lim |ck/ck+1|; una serie a segni alterni con termini decrescenti a 0 converge.
Verifica ogni serie
A: Σ (3k + 1)/(k + 2) → I termini tendono a 3, non a 0: diverge per il criterio del termine n-esimo.
B: Σ (−1)ᵏ/k → A segni alterni, con 1/k decrescente a 0: converge (condizionatamente).
C: Σ 1/√k → Serie armonica generalizzata con p = 1/2 ≤ 1: diverge.
D: Σ (5/3)ᵏ → Geometrica con r = 5/3 > 1: i termini crescono, quindi diverge.
La risposta
B: Σ (−1)ᵏ/k
Risposta
B: Σ (−1)ᵏ/k
12.Successioni e serie
Risposta: n = 7
Polinomi di Taylor: vicino a x = a una funzione regolare è approssimata da Pₙ(x) = f(a) + f′(a)(x − a) + f″(a)(x − a)²/2! + … + f⁽ⁿ⁾(a)(x − a)ⁿ/n!; per a = 0 questo è il polinomio di Maclaurin. Serie notevoli: 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. Maggiorazione del resto di Lagrange: |f(x) − Pₙ(x)| ≤ M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!, dove M è il massimo valore di |f⁽ⁿ⁺¹⁾| tra a e x.
Maggiorazioni al crescere di n
n = 6: 0,00339 ≥ 0,001
n = 7: 0,0006356 < 0,001
Grado minimo
n = 7
Risposta
n = 7
13.Trasformate di Laplace
Risposta: f(0.3) = 0,1933
Trasformata di Laplace: F(s) = ∫₀∞ f(t)·e−st dt trasforma le derivate in moltiplicazioni per s: ℒ{f′} = sF(s) − f(0), ℒ{f″} = s²F(s) − s·f(0) − f′(0). Coppie standard: 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), e una traslazione s → s + σ moltiplica la funzione nel tempo per e−σt. Per antitrasformare una F(s) razionale, scomponila in fratti semplici: il residuo di un polo semplice p è A = [(s − p)·F(s)] in s = p. Teorema del valore finale: f(∞) = lims→0 s·F(s), valido solo quando tutti i poli di s·F(s) giacciono nel semipiano sinistro. Teorema del valore iniziale: f(0⁺) = lims→∞ s·F(s).
Fratti semplici
F(s) = A/s + B/(s + 4) + C/(s + 5)
A = 10/(4·5) = 0,5
B = 10/((−4)·1) = −2,5
C = 10/((−5)·(−1)) = 2
Antitrasformata
f(t) = 0,5 − 2,5·e−4t + 2·e−5t
Calcola
f(0,3) = 0,5 − 2,5·e−4·0,3 + 2·e−5·0,3 = 0,1933
Risposta
f(0,3) = 0,1933
14.Trasformate di Laplace
Risposta: g(0.6) = 0,2683
Trasformata di Laplace: F(s) = ∫₀∞ f(t)·e−st dt trasforma le derivate in moltiplicazioni per s: ℒ{f′} = sF(s) − f(0), ℒ{f″} = s²F(s) − s·f(0) − f′(0). Coppie standard: 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), e una traslazione s → s + σ moltiplica la funzione nel tempo per e−σt. Per antitrasformare una F(s) razionale, scomponila in fratti semplici: il residuo di un polo semplice p è A = [(s − p)·F(s)] in s = p. Teorema del valore finale: f(∞) = lims→0 s·F(s), valido solo quando tutti i poli di s·F(s) giacciono nel semipiano sinistro. Teorema del valore iniziale: f(0⁺) = lims→∞ s·F(s).
Funzione di trasferimento
G(s) = Y(s)/U(s) = 5/(s² + 6s + 18)
Fratti semplici
s² + 6s + 18 = (s + 3)² + 3²
G(s) = (5/3)·3/((s + 3)² + 3²)
Risposta all’impulso
g(t) = e−3t·(1,667·sin 3t)
g(0,6) = 0,2683
Risposta
g(0,6) = 0,2683
15.Convoluzione e sistemi LTI
Risposta: y(4) = 1,17
Convoluzione continua: y(t) = ∫ x(τ)·h(t − τ) dτ. Ribalta h, falla scorrere fino alla posizione t e integra il prodotto delle parti sovrapposte. Per segnali causali l’integrale va da 0 a t. Risultati utili: l’area di y è l’area di x per l’area di h; se x dura da t₁ a t₂ e h da t₃ a t₄, y dura da t₁ + t₃ a t₂ + t₄. Per h(t) = e−atu(t) e un gradino di altezza A, y(t) = (A/a)(1 − e−at).
Uscita alla fine dell’impulso
y(2) = (10/1)(1 − e−2) = 8,647
Decadimento dopo l’impulso
y(4) = 8,647·e−1·2 = 1,17
Risposta
y(4) = 1,17
16.Convoluzione e sistemi LTI
Risposta: Ym = 1,768
Risposta impulsiva e serie di Fourier: la risposta impulsiva h(t) descrive completamente un sistema LTI: per y′ + a·y = b·x è h(t) = b·e−atu(t), e per y[n] = a·y[n − 1] + b·x[n] è h[n] = b·aⁿu[n]. Una sinusoide cos ωt passa con guadagno |H(jω)| e fase ∠H(jω), dove H è la trasformata di Fourier di h. Un segnale periodico è una somma di armoniche a k/T: un’onda quadra di ±A ha solo armoniche dispari con ampiezze 4A/(kπ), un’onda triangolare di picco A ha 8A/(π²k²), e un treno di impulsi di altezza A e rapporto di duty D ha il valor medio A·D e le armoniche (2A/(kπ))·|sin(kπD)|.