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)19Ta​57 °C75 °C

Uma xícara de café a 87 °C é deixada em uma sala a 19 °C. Após 19 min sua temperatura é 57 °C. Ela segue a lei de resfriamento de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Quanto tempo após o início, t, leva para chegar a 75 °C?

T0 = 87 °CTa = 19 °CT(19) = 57 °CT = 75 °C
t = min
2.Equações diferenciaisDifícil
ty0,5y(0,5) = ?

Resolva y′ + 2y = 10e−3t com y(0) = 5. Encontre y(0,5).

y′ + 2y = 10e−3ty(0) = 5
y(0.5) =
3.Matrizes e determinantesMédia
A =−34−22B =641−5

Seja C = AB para as matrizes apresentadas. Calcule o elemento c21 (linha 2, coluna 1).

A = [−3 4; −2 2]B = [6 4; 1 −5]
c21 =
4.Matrizes e determinantesDifícil
A =−122−1

Calcule o maior valor próprio λ da matriz A apresentada.

A = [−1 2; 2 −1]
λ =
5.Vetores: produto escalar e vetorialMédia
xyzab

Encontre o valor de k para o qual os vetores a = (−6, 2, 3) e b = (k, 2, −2) são perpendiculares.

a = (−6, 2, 3)b = (k, 2, −2)
k =
6.Vetores: produto escalar e vetorialDifícil
xyzab

Encontre a área A do paralelogramo formado por a = (3, 0, −1) e b = (6, −5, −3).

a = (3, 0, −1)b = (6, −5, −3)
A =
7.IntegraisMédia
xy02

Calcule I = ∫02 e−0,5x dx.

f(x) = e−0,5x[0, 2]
I =
8.IntegraisDifícil
xyy = 2x2​y = 3x

Calcule a área A da região limitada por y = 2x2 e y = 3x.

y = 2x2y = 3x
A =
9.Cálculo de várias variáveisMédia
xy33P

O plano tangente a z = −x²y + x² + 2y³ + xy no ponto onde (x, y) = (3, 3) pode ser escrito como z = px + qy + c. Encontre c.

f(x, y) = −x²y + x² + 2y³ + xy(a, b) = (3, 3)
c =
10.Cálculo de várias variáveisDifícil
xy10,25

Use coordenadas polares para calcular I = ∬R √(x² + y²) dA, em que R é a coroa 0,0625 ≤ x² + y² ≤ 1.

f = √(x² + y²)0,25 ≤ r ≤ 10 ≤ θ ≤ 2π
I =
11.Sequências e sériesMédia
xx₀ = 1??R

Encontre o raio de convergência R da série de potências Σk=1∞ (x − 1)ᵏ/(k·3ᵏ).

Σ (x − 1)ᵏ/(k·3ᵏ)x₀ = 1
R =
12.Sequências e sériesDifícil
xyfP₂0,25

Use o polinômio de Maclaurin de grau 2 de f(x) = ln(1 + 2x) para aproximar f(0,25). Dê P₂(0,25).

f(x) = ln(1 + 2x)n = 2x = 0,25
P₂(0.25) =
13.Transformadas de LaplaceMédia
ReIm−5−105

Encontre f(t) para F(s) = (2s + 25)/(s² + 6s + 45) completando o quadrado e calcule f(0,4).

F(s) = (2s + 25)/(s² + 6s + 45)t = 0,4 s
f(0.4) =
14.Transformadas de LaplaceDifícil
t (s)y(t)t = 0,25y(0,25) = ?

Resolva y″ + 10y′ + 24y = 0 com y(0) = 5 e y′(0) = 8 usando a transformada de Laplace e encontre y(0,25).

y″ + 10y′ + 24y = 0y(0) = 5y′(0) = 8t = 0,25 s
y(0.25) =
15.Convolução e sistemas LITMédia
x(t)t4h(t)t21

Um sistema tem resposta ao impulso h(t) = e−0,5tu(t). A entrada é um degrau x(t) = 4·u(t). Encontre a saída y(1) em t = 1 s.

h(t) = e−0,5tu(t)x(t) = 4·u(t)t = 1 s
y(1) =
16.Convolução e sistemas LITDifícil
x(t)t (ms)0,5123−3

Uma onda triangular sobe e desce linearmente entre −3 e +3 com período T = 1 ms. Encontre a amplitude c3 da sua componente de Fourier em 3000 Hz.

±3T = 1 msf = 3000 Hz
c3 =

3Soluções

1.Equações diferenciais

Resposta: t = 6,339 min

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.

Constante de resfriamento

k = ln(68/38)/19 = 0,03063 min⁻¹

Tempo até atingir o valor desejado

t = ln(68/56)/0,03063 = 6,339 min

Resposta

t = 6,339 min
2.Equações diferenciais

Resposta: y(0.5) = 3,287

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 = e2t
(e2ty)′ = 10e−t

Solução geral

y = 10/(−1)·e−3t + C·e−2t = −10·e−3t + C·e−2t

Condição inicial

5 = −10 + C → C = 15

Calcular

y(0,5) = −10·0,2231 + 15·0,3679 = 3,287

Resposta

y(0,5) = 3,287
3.Matrizes e determinantes

Resposta: c21 = −10

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.

Linha vezes coluna

c21 = (−2)·6 + 2·1 = −10

Resposta

c21 = −10
4.Matrizes e determinantes

Resposta: λ = 1

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.

Equação característica

λ² − (−2)λ + (−3) = 0

Resolva

λ = (−2 ± √(16))/2 → λ = −3, 1
λ = 1

Resposta

λ = 1
5.Vetores: produto escalar e vetorial

Resposta: k = −0,3333

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 = (−6)·k + 2·2 + 3·(−2) = 0
−2 + (−6)·k = 0

Resolver para k

k = −(−2)/(−6) = −0,3333

Resposta

k = −0,3333
6.Vetores: produto escalar e vetorial

Resposta: A = 16,09

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 = 0·(−3) − (−1)·(−5) = −5
(a × b)y = azbx − axbz = (−1)·6 − 3·(−3) = 3
(a × b)z = axby − aybx = 3·(−5) − 0·6 = −15

Área

A = |a × b| = √((−5)² + 3² + (−15)²) = 16,09

Resposta

A = 16,09
7.Integrais

Resposta: I = 1,264

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) = e−0,5x/(−0,5)

Avaliar nos limites

I = (e−1 − 1)/(−0,5) = (0,3679 − 1)/(−0,5) = 1,264

Resposta

I = 1,264
8.Integrais

Resposta: A = 1,125

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.

Pontos de interseção

2x2 = 3x → x = 0, x = 1,5

Integrar superior menos inferior

A = [1,5x2 − 0,6667x3]01,5 = 1,125

Resposta

A = 1,125
9.Cálculo de várias variáveis

Resposta: c = −72

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.

Valor e inclinações no ponto

f(3, 3) = 45
fx = −2xy + 2x + y → fx(3, 3) = −9
fy = −x² + 6y² + x → fy(3, 3) = 48

Plano tangente

z = 45 − 9(x − 3) + 48(y − 3)
z = −9x + 48y − 72

Termo constante

c = −72

Resposta

c = −72
10.Cálculo de várias variáveis

Resposta: I = 2,062

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).

Forma polar

I = ∫02π ∫0,251 r·r dr dθ

Integrar

∫ r·r dr = [r³/3]
I = 2,062

Resposta

I = 2,062
11.Sequências e séries

Resposta: R = 3

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.

Coeficientes

ck/ck+1 = 3·((k + 1)/k) → 3

Raio

R = 3

Resposta

R = 3

O teste da razão nada diz nos dois extremos; eles precisam ser verificados separadamente.

12.Sequências e séries

Resposta: P₂(0.25) = 0,375

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.

Polinômio de Maclaurin

P₂(x) = 2x − 2x²

Substituir

P₂(0,25) = 0,5 − 0,125 = 0,375

Resposta

P₂(0,25) = 0,375

O valor exato é f(0,25) = 0,405465; o erro 0,0304651 diminui quando você toma mais termos ou um ponto mais próximo de 0.

13.Transformadas de Laplace

Resposta: f(0.4) = 0,2

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 + 45 = (s + 3)² + 36 = (s + 3)² + 6²

Associe o numerador

F(s) = 2·(s + 3)/((s + 3)² + 6²) + (19/6)·6/((s + 3)² + 6²)

Transformada inversa

f(t) = e−3t·(2·cos 6t + 3,167·sin 6t)
f(0,4) = e−3·0,4·(2·cos(6·0,4) + 3,167·sin(6·0,4)) = 0,2

Resposta

f(0,4) = 0,2
14.Transformadas de Laplace

Resposta: y(0.25) = 3,866

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 − 5s − 8 + 10(sY − 5) + 24Y = 0
Y(s) = (5s + 58)/((s + 4)(s + 6))

Frações parciais

A = 38/2 = 19
B = 28/(−2) = −14

Resultado

y(t) = 19·e−4t − 14·e−6t
y(0,25) = 3,866

Resposta

y(0,25) = 3,866

Verificação: y(0) = A + B = 5.

15.Convolução e sistemas LIT

Resposta: y(1) = 3,148

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).

Convolução com um degrau

y(t) = 4·∫₀ᵗ e−0,5τ dτ = (4/0,5)·(1 − e−0,5t)

Calcular

y(1) = 8·(1 − e−0,5) = 3,148

Resposta

y(1) = 3,148
16.Convolução e sistemas LIT

Resposta: c3 = 0,2702

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)|.

Número do harmônico

f₀ = 1/T = 1000 Hz → k = 3

Amplitude

c3 = 8·3/(π²·3²) = 0,2702

Resposta

c3 = 0,2702

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