Matemática para Engenharia 2: pacote de revisão

Formulários, as principais etapas dos métodos de cada tópico e 16 exercícios, com soluções completas no final.

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1Fórmulas e métodos

Equações diferenciais

Crescimento/decaimento exponencial
dy/dt = ky → y = y0ekt
Meia-vida
k = ln 2 / t½
Lei de resfriamento de Newton
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
Fator integrante
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
Tanque de mistura
dm/dt = r·c − (r/V)·m

Matrizes e determinantes

determinante 2×2
det = ad − bc
Inversa 2×2
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
Produto
(AB)ij = Σk AikBkj
Valores próprios
det(A − λI) = 0
Regra de Cramer
xi = det(Ai)/det(A)

Vetores: produto escalar e vetorial

Módulo
|a| = √(ax² + ay² + az²)
Vetor unitário
û = a/|a|
Componentes a partir de um ângulo
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
Produto escalar
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
Projeção escalar de a sobre b
a·b/|b|
Trabalho
W = F·d
Produto vetorial
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
Áreas
paralelogramo |a × b|, triângulo ½|a × b|
Momento em relação a O
MO = r × F, r = A − O
Volume de um paralelepípedo
V = |a·(b × c)|

Método

  1. Escreva todo vetor em componentes; para uma força dada por um módulo e um ângulo, use F·cos θ e F·sin θ.
  2. Para comprimentos e direções use o módulo √(x² + y² + z²) e o vetor unitário a/|a|.
  3. Use o produto escalar para ângulos, projeções, perpendicularidade e trabalho: a·b = |a||b|cos θ.
  4. Use o produto vetorial para vetores perpendiculares, áreas e momentos: escreva as três componentes com cuidado, mantendo a ordem a × b.

Integrais

Regra da potência
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Integral definida
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Integrais comuns
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Área entre curvas
∫ab (f − g) dx

Método

  1. Reescreva o integrando como uma soma de termos simples sempre que possível.
  2. Aplique a regra da potência: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), e as integrais padrão para ex, 1/x, sen e cos.
  3. Use substituição quando vir uma função e sua derivada juntas.
  4. Para uma integral definida, calcule F(b) − F(a).

Cálculo de várias variáveis

Derivadas parciais
fx = ∂f/∂x (y constant), fxy = fyx
Gradiente
∇f = (fx, fy), largest slope |∇f|
Derivada direcional
Duf = ∇f·u, u = v/|v|
Plano tangente
z = f(a, b) + fx(x − a) + fy(y − b)
Regra da cadeia
dz/dt = fx·dx/dt + fy·dy/dt
Teste da segunda derivada
D = fxxfyy − fxy²: D > 0, fxx > 0 minimum; D > 0, fxx < 0 maximum; D < 0 saddle
Integral dupla
∬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

  1. Para uma derivada parcial, trate a outra variável como constante e use as regras de uma variável.
  2. Para questões de gradiente calcule ∇f = (fx, fy) no ponto; use |∇f| para a maior inclinação e ∇f·u com um vetor unitário u para uma derivada direcional.
  3. Para extremos resolva fx = 0 e fy = 0 juntos e depois classifique cada ponto com D = fxx·fyy − fxy².
  4. Para uma integral dupla esboce a região, escolha a ordem (ou coordenadas polares para discos) de modo que os limites internos sejam as curvas de contorno, e integre primeiro por dentro.

Sequências e séries

Sequência aritmética
aₙ = a₁ + (n − 1)d, Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2
Sequência geométrica
aₙ = a₁rⁿ⁻¹, Sₙ = a₁(1 − rⁿ)/(1 − r)
Série geométrica infinita
S = a₁/(1 − r), |r| < 1
Série-p
Σ1/kᵖ converges only for p > 1
Teste da razão
L = lim |ak+1/ak|: L < 1 converges, L > 1 diverges
Raio de convergência
R = lim |ck/ck+1|
Polinômio de Taylor
Pₙ(x) = Σ f⁽ᵏ⁾(a)(x − a)ᵏ/k!
Série de Maclaurin
eˣ = Σxᵏ/k!, sin x = x − x³/3! + …, cos x = 1 − x²/2! + …, ln(1 + x) = x − x²/2 + …
Cota de erro de Lagrange
|Rₙ| ≤ M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!

Método

  1. Identifique o tipo: aritmética (diferença constante), geométrica (razão constante), uma série padrão, uma série de potências ou um polinômio de Taylor.
  2. Para somas use Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2, Sₙ = a₁(1 − rⁿ)/(1 − r), ou S = a₁/(1 − r) quando |r| < 1, com a₁ o primeiro termo da soma.
  3. Para a convergência: primeiro o teste do n-ésimo termo, depois compare com Σ1/kᵖ ou com uma série geométrica, e use o teste da razão ou da raiz para fatoriais e potências k-ésimas.
  4. Para polinômios de Taylor liste f(a), f′(a), f″(a), …, divida a k-ésima derivada por k! e limite o erro com M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!.

Convolução e sistemas LIT

Convolução discreta
y[n] = Σ x[k]·h[n − k]
Convolução contínua
y(t) = ∫ x(τ)·h(t − τ) dτ
Comprimento e soma
Ly = Lx + Lh − 1, Σy = Σx·Σh
Início, fim e área
t1 + t3 … t2 + t4, ∫y = ∫x·∫h
Degrau em e^(−at)u(t)
y(t) = (A/a)(1 − e−at)
Sistema de primeira ordem
y′ + a·y = b·x → h(t) = b·e−atu(t)
Recursão de primeira ordem
y[n] = a·y[n − 1] + b·x[n] → h[n] = b·aⁿ
Senoide por h(t)
|H(jω)|, ∠H(jω); H(jω) = b/(a + jω)
Amplitudes da série de Fourier
quadrada ±A: 4A/(kπ), k ímpar; triangular ±A: 8A/(π²k²), k ímpar; trem de pulsos: A·D e (2A/(kπ))|sen kπD|

Método

  1. Esboce os dois sinais e marque onde cada um é não nulo.
  2. Inverta h e deslize-a: para cada instante de saída, encontre a faixa em que os dois sinais se sobrepõem.
  3. Multiplique e some (discreto) ou multiplique e integre (contínuo) somente sobre essa sobreposição.
  4. Confira o resultado: a saída começa na soma dos instantes iniciais, termina na soma dos instantes finais, e sua área ou soma é o produto das áreas ou somas das entradas.

2Exercícios

1.Equações diferenciaisMédia
t (min)T (°C)26Ta​236 °C

Uma peça de aço forjado a 380 °C é deixada esfriando em uma oficina a 24 °C. Após 26 min sua temperatura é 236 °C. Ela segue a lei de resfriamento de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Encontre a constante k em min⁻¹.

T0 = 380 °CTa = 24 °CT(26) = 236 °C
k = min⁻¹
2.Equações diferenciaisDifícil
xy12(1, 3)y(2) = ?

Resolva o problema de valor inicial y′ + y/x = 6 para x > 0, com y(1) = 3. Encontre y(2).

y′ + y/x = 6y(1) = 3
y(2) =
3.Matrizes e determinantesMédia
A =020−2120−1−3

Calcule o determinante det A da matriz 3×3 A apresentada.

A = [0 2 0; −2 1 2; 0 −1 −3]
det A =
4.Matrizes e determinantesDifícil
A =2−345b =−4−10

Resolva o sistema 2x − 3y = −4 e 4x + 5y = −10. Calcule x.

2x − 3y = −44x + 5y = −10
x =
5.Vetores: produto escalar e vetorialMédia
xyzab

Encontre o valor de k para o qual os vetores a = (1, 4, 0) e b = (3, k, 3) são perpendiculares.

a = (1, 4, 0)b = (3, k, 3)
k =
6.Vetores: produto escalar e vetorialDifícil
xyzab

O vetor unitário n̂ é perpendicular a a = (2, −4, −1) e a b = (1, 1, 5) e tem componente z positiva. Encontre sua componente y n̂y.

a = (2, −4, −1)b = (1, 1, 5)n̂z > 0
n̂y =
7.IntegraisMédia
xy210

Calcule I = ∫210 2/x dx.

f(x) = 2/x[2, 10]
I =
8.IntegraisDifícil
xy−33

Calcule a área A da região entre a parábola y = 9 − x² e o eixo x.

y = 9 − x²
A =
9.Cálculo de várias variáveisMédia
xy−20024PQ

Para f(x, y) = 3xe3y, encontre a derivada direcional Duf em P(−1, 1) na direção de Q(−3, 5).

f(x, y) = 3xe3yP = (−1, 1)Q = (−3, 5)
Duf =
10.Cálculo de várias variáveisDifícil
xyy = 4xy = x²416

Calcule I = ∬R x dA, em que R é a região entre a parábola y = x² e a reta y = 4x.

y = x²y = 4xf = x
I =
11.Sequências e sériesMédia
kSn​12345678910S = ?

Encontre a soma S = Σk=1∞ 1/(k(k + 1)).

ak = 1/(k(k + 1))
S =
12.Sequências e sériesDifícil

f(x) = eˣ é aproximada pelo seu polinômio de Maclaurin de grau 5 em x = −0,5. Use a cota de erro de Lagrange M·|x|ⁿ⁺¹/(n + 1)! com M = 1 para encontrar o maior erro possível |R₅|.

f(x) = eˣn = 5x = −0,5M = 1
|R₅| =
13.Transformadas de LaplaceMédia
ReIm5

Encontre f(t) para F(s) = 36/(s² + 6s + 34) completando o quadrado e calcule f(0,3).

F(s) = 36/(s² + 6s + 34)t = 0,3 s
f(0.3) =
14.Transformadas de LaplaceDifícil
t (s)y(t)t = 0,3y(0,3) = ?

Resolva y″ + 6y′ + 5y = 0 com y(0) = −5 e y′(0) = 13 usando a transformada de Laplace e encontre y(0,3).

y″ + 6y′ + 5y = 0y(0) = −5y′(0) = 13t = 0,3 s
y(0.3) =
15.Convolução e sistemas LITMédia
x(t)t110h(t)t1

O pulso x(t) = 10 para 0 ≤ t < 1 s (zero fora disso) é aplicado a um sistema com h(t) = e−4tu(t). Encontre a saída y(1,5) em t = 1,5 s, depois que o pulso terminou.

x(t) = 10, 0 ≤ t < 1 sh(t) = e−4tu(t)t = 1,5 s
y(1.5) =
16.Convolução e sistemas LITDifícil
δ[n]4+h[n]0,9·z⁻¹+

Um sistema obedece a y[n] = 0,9·y[n − 1] + 4·x[n] e parte do repouso. Encontre a amostra h[5] da sua resposta ao impulso.

y[n] = 0,9y[n − 1] + 4x[n]x[n] = δ[n]
h[5] =

3Soluções

1.Equações diferenciais

Resposta: k = 0,01994 min⁻¹

Equações diferenciais de primeira ordem: dy/dt = k·y tem a solução y = y₀·ekt (crescimento para k > 0, decaimento para k < 0); uma meia-vida T dá k = ln 2/T. A lei de resfriamento de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ), dá T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. Uma equação linear y′ + p(x)·y = q(x) é resolvida com o fator integrante μ = e∫p dx: (μy)′ = μq, então μy = ∫μq dx + C.

Razão das diferenças de temperatura

e−26k = 212/356

Resolver para k

k = ln(356/212)/26 = 0,01994 min⁻¹

Resposta

k = 0,01994 min⁻¹
2.Equações diferenciais

Resposta: y(2) = 6

Equações diferenciais de primeira ordem: dy/dt = k·y tem a solução y = y₀·ekt (crescimento para k > 0, decaimento para k < 0); uma meia-vida T dá k = ln 2/T. A lei de resfriamento de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ), dá T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. Uma equação linear y′ + p(x)·y = q(x) é resolvida com o fator integrante μ = e∫p dx: (μy)′ = μq, então μy = ∫μq dx + C.

Fator integrante

μ = e∫1/x dx = x1

Integrar

(x1y)′ = 6x → x1y = 6x2/2 + C

Condição inicial

3 = 6/2 + C → C = 0

Calcular

y(2) = (6·22/2 + 0)/21 = 6

Resposta

y(2) = 6
3.Matrizes e determinantes

Resposta: det A = −12

Matrizes: o determinante de uma matriz 2×2 é ad − bc. Numa 3×3, desenvolva por uma linha: cada elemento vezes o determinante da 2×2 que resta ao tirar a sua linha e coluna, com sinais alternados + − +. Os valores próprios λ resolvem det(A − λI) = 0; numa 2×2 é λ² − (traço)·λ + det = 0.

Menores 2×2 da primeira linha

M₁₁ = −1, M₁₂ = 6, M₁₃ = 2

Desenvolvimento por cofatores

det A = 0·(−1) − 2·6 + 0·2 = −12

Resposta

det A = −12
4.Matrizes e determinantes

Resposta: x = −2,273

Matrizes: o determinante de uma matriz 2×2 é ad − bc. Numa 3×3, desenvolva por uma linha: cada elemento vezes o determinante da 2×2 que resta ao tirar a sua linha e coluna, com sinais alternados + − +. Os valores próprios λ resolvem det(A − λI) = 0; numa 2×2 é λ² − (traço)·λ + det = 0.

Determinante da matriz dos coeficientes

det A = 2·5 − (−3)·4 = 22

Substituir a coluna de x

det Aₓ = (−4)·5 − (−3)·(−10) = −50
x = −50/22 = −2,273

Resposta

x = −2,273
y = −0,1818
5.Vetores: produto escalar e vetorial

Resposta: k = −0,75

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.

Produto escalar igual a zero

a·b = 1·3 + 4·k + 0·3 = 0
3 + 4·k = 0

Resolver para k

k = −3/4 = −0,75

Resposta

k = −0,75
6.Vetores: produto escalar e vetorial

Resposta: n̂y = −0,4833

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.

Produto vetorial

(a × b)x = aybz − azby = (−4)·5 − (−1)·1 = −19
(a × b)y = azbx − axbz = (−1)·1 − 2·5 = −11
(a × b)z = axby − aybx = 2·1 − (−4)·1 = 6

Normalize

A componente z de a × b já é positiva.

|a × b| = √((−19)² + (−11)² + 6²) = 22,76
n̂ = (−19, −11, 6)/22,76 = (−0,8348, −0,4833, 0,2636)
n̂y = −0,4833

Resposta

n̂y = −0,4833
7.Integrais

Resposta: I = 3,219

Integrais definidos: ∫ₐᵇ f(x) dx é a área com sinal entre o gráfico e o eixo x de a a b. Encontre uma primitiva F (com F′ = f) e calcule F(b) − F(a). Regra da potência: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). A área entre duas curvas é ∫(superior − inferior) dx.

Primitiva

F(x) = 2·ln x

Avaliar nos limites

I = 2·(ln 10 − ln 2) = 2·ln 5 = 3,219

Resposta

I = 3,219
8.Integrais

Resposta: A = 36

Integrais definidos: ∫ₐᵇ f(x) dx é a área com sinal entre o gráfico e o eixo x de a a b. Encontre uma primitiva F (com F′ = f) e calcule F(b) − F(a). Regra da potência: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). A área entre duas curvas é ∫(superior − inferior) dx.

Zeros

9 − x² = 0 → x = ±3

Integrar

A = [9x − x³/3]−33 = 18 − (−18) = 36

Resposta

A = 36
9.Cálculo de várias variáveis

Resposta: Duf = −188,6

Gradiente: ∇f = (fx, fy) aponta na direção de maior crescimento, e |∇f| é a maior taxa de variação. A derivada direcional ao longo de uma direção v é Duf = ∇f·u com o vetor unitário u = v/|v|. O plano tangente em (a, b) é z = f(a, b) + fx(a, b)(x − a) + fy(a, b)(y − b); ele dá a aproximação linear de f perto desse ponto. Regra da cadeia: dz/dt = fx·dx/dt + fy·dy/dt.

Gradiente no ponto

fx = 3·e3y → fx(−1, 1) = 60,26
fy = 9xe3y → fy(−1, 1) = −180,8

Vetor unitário

|v| = √((−2)² + 4²) = 4,472
u = (−0,4472, 0,8944)

Produto escalar

Duf = 60,26·(−0,4472) + (−180,8)·0,8944 = −188,6

Resposta

Duf = −188,6
10.Cálculo de várias variáveis

Resposta: I = 21,33

Pontos críticos e integrais duplas: um ponto crítico tem fx = fy = 0. Teste da segunda derivada com D = fxxfyy − fxy²: D > 0 e fxx > 0 é um mínimo local, D > 0 e fxx < 0 um máximo local, D < 0 um ponto de sela, e D = 0 não decide nada. Para uma integral dupla sobre uma região geral, faça dos limites internos as curvas que delimitam a região; para discos e setores use coordenadas polares, x = r cos θ, y = r sin θ e dA = r dr dθ (não esqueça o fator r).

Interseções

x² = 4x → x = 0, x = 4

Integral interna

∫x²4x x dy = x(4x − x²) = 4x² − x³

Integral externa

I = ∫04 (4x² − x³) dx = 21,33

Resposta

I = 21,33
11.Sequências e séries

Resposta: S = 1

Convergência: se os termos não tendem a 0, a série diverge (teste do n-ésimo termo). Σ1/kᵖ converge somente para p > 1, e Σrᵏ somente para |r| < 1. Compare uma série com uma dessas quando seus termos se comportam como elas para k grande. Teste da razão: L = lim |ak+1/ak|; teste da raiz: L = lim |ak|1/k. L < 1 converge, L > 1 diverge, L = 1 não decide nada. Uma série de potências Σck(x − x₀)ᵏ converge para |x − x₀| < R com R = lim |ck/ck+1|; uma série alternada com termos decrescentes a 0 converge.

Frações parciais

1/(k(k + 1)) = 1·(1/k − 1/(k + 1))

Cancelar

S = 1·1 = 1

Resposta

S = 1
12.Sequências e séries

Resposta: |R₅| = 2,17 × 10⁻⁵

Polinômios de Taylor: perto de x = a, uma função suave é aproximada 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 este é o polinômio de Maclaurin. Séries padrão: 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 de erro de Lagrange: |f(x) − Pₙ(x)| ≤ M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!, em que M é o maior valor de |f⁽ⁿ⁺¹⁾| entre a e x.

Cota para a derivada

M = 1

Cota de Lagrange

|R₅| ≤ 1·0,5⁶/6! = 2,17 × 10⁻⁵

Resposta

|R₅| = 2,17 × 10⁻⁵

O erro verdadeiro é menor: |f(−0,5) − P₅(−0,5)| = 2,024 × 10⁻⁵.

13.Transformadas de Laplace

Resposta: f(0.3) = 2,92

Transformada de Laplace: F(s) = ∫₀∞ f(t)·e−st dt transforma derivadas em multiplicações por s: ℒ{f′} = sF(s) − f(0), ℒ{f″} = s²F(s) − s·f(0) − f′(0). Pares usuais: 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 um deslocamento s → s + σ multiplica a função do tempo por e−σt. Para inverter uma F(s) racional, decomponha-a em frações parciais: o resíduo de um polo simples p é A = [(s − p)·F(s)] em s = p. Teorema do valor final: f(∞) = lims→0 s·F(s), válido apenas quando todos os polos de s·F(s) estão no semiplano esquerdo. Teorema do valor inicial: f(0⁺) = lims→∞ s·F(s).

Complete o quadrado

s² + 6s + 34 = (s + 3)² + 25 = (s + 3)² + 5²

Associe o numerador

F(s) = (36/5)·5/((s + 3)² + 5²)

Transformada inversa

f(t) = e−3t·(7,2·sin 5t)
f(0,3) = e−3·0,3·(7,2·sin(5·0,3)) = 2,92

Resposta

f(0,3) = 2,92
14.Transformadas de Laplace

Resposta: y(0.3) = −2,669

Transformada de Laplace: F(s) = ∫₀∞ f(t)·e−st dt transforma derivadas em multiplicações por s: ℒ{f′} = sF(s) − f(0), ℒ{f″} = s²F(s) − s·f(0) − f′(0). Pares usuais: 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 um deslocamento s → s + σ multiplica a função do tempo por e−σt. Para inverter uma F(s) racional, decomponha-a em frações parciais: o resíduo de um polo simples p é A = [(s − p)·F(s)] em s = p. Teorema do valor final: f(∞) = lims→0 s·F(s), válido apenas quando todos os polos de s·F(s) estão no semiplano esquerdo. Teorema do valor inicial: f(0⁺) = lims→∞ s·F(s).

Transforme a equação

s²Y − (−5)s − 13 + 6(sY − (−5)) + 5Y = 0
Y(s) = (−5s − 17)/((s + 1)(s + 5))

Frações parciais

A = −12/4 = −3
B = 8/(−4) = −2

Resultado

y(t) = −3·e−t − 2·e−5t
y(0,3) = −2,669

Resposta

y(0,3) = −2,669

Verificação: y(0) = A + B = −5.

15.Convolução e sistemas LIT

Resposta: y(1.5) = 0,3321

Convolução contínua: y(t) = ∫ x(τ)·h(t − τ) dτ. Inverta h, deslize-a até a posição t e integre o produto das partes sobrepostas. Para sinais causais a integral vai de 0 a t. Resultados úteis: a área de y é a área de x vezes a área de h; se x dura de t₁ a t₂ e h de t₃ a t₄, y dura de t₁ + t₃ a t₂ + t₄. Para h(t) = e−atu(t) e um degrau de altura A, y(t) = (A/a)(1 − e−at).

Saída no fim do pulso

y(1) = (10/4)(1 − e−4) = 2,454

Decaimento depois do pulso

y(1,5) = 2,454·e−4·0,5 = 0,3321

Resposta

y(1,5) = 0,3321
16.Convolução e sistemas LIT

Resposta: h[5] = 2,362

Resposta ao impulso e série de Fourier: a resposta ao impulso h(t) descreve completamente um sistema LIT: para y′ + a·y = b·x ela é h(t) = b·e−atu(t), e para y[n] = a·y[n − 1] + b·x[n] ela é h[n] = b·aⁿu[n]. Uma senoide cos ωt passa com ganho |H(jω)| e fase ∠H(jω), onde H é a transformada de Fourier de h. Um sinal periódico é uma soma de harmônicos em k/T: uma onda quadrada de ±A tem apenas harmônicos ímpares com amplitudes 4A/(kπ), uma onda triangular de pico A tem 8A/(π²k²), e um trem de pulsos de altura A e ciclo de trabalho D tem a média A·D e os harmônicos (2A/(kπ))·|sen(kπD)|.

Itere

h[0] = 4
h[1] = 3,6
h[2] = 3,24
h[3] = 2,916
h[4] = 2,624
h[5] = 2,362

Resultado

h[5] = 4·(0,9)5 = 2,362

Resposta

h[5] = 2,362

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