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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
Escreva todo vetor em componentes; para uma força dada por um módulo e um ângulo, use F·cos θ e F·sin θ.
Para comprimentos e direções use o módulo √(x² + y² + z²) e o vetor unitário a/|a|.
Use o produto escalar para ângulos, projeções, perpendicularidade e trabalho: a·b = |a||b|cos θ.
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
Reescreva o integrando como uma soma de termos simples sempre que possível.
Aplique a regra da potência: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), e as integrais padrão para ex, 1/x, sen e cos.
Use substituição quando vir uma função e sua derivada juntas.
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
Para uma derivada parcial, trate a outra variável como constante e use as regras de uma variável.
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.
Para extremos resolva fx = 0 e fy = 0 juntos e depois classifique cada ponto com D = fxx·fyy − fxy².
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
Identifique o tipo: aritmética (diferença constante), geométrica (razão constante), uma série padrão, uma série de potências ou um polinômio de Taylor.
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.
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.
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
Esboce os dois sinais e marque onde cada um é não nulo.
Inverta h e deslize-a: para cada instante de saída, encontre a faixa em que os dois sinais se sobrepõem.
Multiplique e some (discreto) ou multiplique e integre (contínuo) somente sobre essa sobreposição.
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
Uma peça de aço forjado a 320 °C é deixada esfriando em uma oficina a 20 °C. Após 28 min sua temperatura é 150 °C. Ela segue a lei de resfriamento de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Encontre a constante k em min⁻¹.
T0 = 320 °CTa = 20 °CT(28) = 150 °C
k = min⁻¹
2.Equações diferenciaisDifícil
Um tanque contém 400 L de água na qual estão dissolvidos 5 kg de sal. Salmoura com 0,2 kg de sal por litro entra a 2 L/min, e a solução bem misturada sai na mesma vazão. Após quantos minutos t o tanque contém 50 kg de sal?
V = 400 Lm0 = 5 kgc = 0,2 kg/Lr = 2 L/min
t = min
3.Matrizes e determinantesMédia
Seja C = AB para as matrizes apresentadas. Calcule o elemento c22 (linha 2, coluna 2).
A = [5 −6; 0 −3]B = [0 −4; −1 6]
c22 =
4.Matrizes e determinantesDifícil
Resolva o sistema 2x + 4y = 8 e 4x + 6y = 11. Calcule x.
2x + 4y = 84x + 6y = 11
x =
5.Vetores: produto escalar e vetorialMédia
Encontre o valor de k para o qual os vetores a = (−3, 1, −2) e b = (5, −2, k) são perpendiculares.
a = (−3, 1, −2)b = (5, −2, k)
k =
6.Vetores: produto escalar e vetorialDifícil
Encontre o volume V do paralelepípedo cujas arestas a partir de um vértice são a = (0, 5, −2), b = (−3, −2, −1) e c = (−4, 2, −4).
a = (0, 5, −2)b = (−3, −2, −1)c = (−4, 2, −4)
V =
7.IntegraisMédia
A região sob y = 0,5x, de x = 0 até x = 3, gira em torno do eixo x. Encontre o volume V do sólido (um cone).
y = 0,5x0 ≤ x ≤ 3
V =
8.IntegraisDifícil
Calcule I = ∫₀3 x²·eˣ dx.
∫₀3 x²eˣ dx
I =
9.Cálculo de várias variáveisMédia
O plano tangente a z = −3xy² − 4x³ + 3y² − 2xy no ponto onde (x, y) = (−2, 2) pode ser escrito como z = px + qy + c. Encontre c.
f(x, y) = −3xy² − 4x³ + 3y² − 2xy(a, b) = (−2, 2)
c =
10.Cálculo de várias variáveisDifícil
Encontre os pontos críticos de f(x, y) = x³ − 3x + y² − 6y, classifique-os e dê o valor fmin de f no seu mínimo local.
f(x, y) = x³ − 3x + y² − 6y
fmin =
11.Sequências e sériesMédia
A série de potências Σk=1∞ 3ᵏ·(x − 3)ᵏ/(k + 1) converge num intervalo em torno de x₀ = 3. Encontre a extremidade direita x desse intervalo.
Σ 3ᵏ·(x − 3)ᵏ/(k + 1)x₀ = 3
x =
12.Sequências e sériesDifícil
f(x) = sin x é aproximada pelo seu polinômio de Maclaurin de grau 3 em x = 0,3. Use a cota de erro de Lagrange M·|x|ⁿ⁺¹/(n + 1)! com M = 1 para encontrar o maior erro possível |R₃|.
f(x) = sin xn = 3x = 0,3M = 1
|R₃| =
13.Transformadas de LaplaceMédia
Encontre f(t) para F(s) = 60/(s(s + 1)(s + 6)) por frações parciais e calcule f(0,8).
F(s) = 60/(s(s + 1)(s + 6))t = 0,8 s
f(0.8) =
14.Transformadas de LaplaceDifícil
Resolva y″ + 9y′ + 20y = 0 com y(0) = −10 e y′(0) = 14 usando a transformada de Laplace e encontre y(0,25).
y″ + 9y′ + 20y = 0y(0) = −10y′(0) = 14t = 0,25 s
y(0.25) =
15.Convolução e sistemas LITMédia
Um sistema tem resposta ao impulso h(t) = e−2tu(t). A entrada é um degrau x(t) = 5·u(t). Encontre a saída y(0,5) em t = 0,5 s.
h(t) = e−2tu(t)x(t) = 5·u(t)t = 0,5 s
y(0.5) =
16.Convolução e sistemas LITDifícil
Um sistema obedece a y′(t) + 5·y(t) = 5·x(t). Encontre sua resposta ao impulso em t = 0,5 s, h(0,5).
y′ + 5y = 5xt = 0,5 s
h(0.5) =
3Soluções
1.Equações diferenciais
Resposta: k = 0,02987 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−28k = 130/300
Resolver para k
k = ln(300/130)/28 = 0,02987 min⁻¹
Resposta
k = 0,02987 min⁻¹
2.Equações diferenciais
Resposta: t = 183,3 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.
Resultado
m(t) = 80 + (−75)·e−t/200
Resolver para t
e−t/200 = (80 − 50)/(80 − 5) = 0,4
t = 200·ln(2,5) = 183,3 min
Resposta
t = 183,3 min
3.Matrizes e determinantes
Resposta: c22 = −18
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
c22 = 0·(−4) + (−3)·6 = −18
Resposta
c22 = −18
4.Matrizes e determinantes
Resposta: x = −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.
Determinante da matriz dos coeficientes
det A = 2·6 − 4·4 = −4
Substituir a coluna de x
det Aₓ = 8·6 − 4·11 = 4
x = 4/(−4) = −1
Resposta
x = −1
y = 2,5
5.Vetores: produto escalar e vetorial
Resposta: k = −8,5
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 = (−3)·5 + 1·(−2) + (−2)·k = 0
−17 + (−2)·k = 0
Resolver para k
k = −(−17)/(−2) = −8,5
Resposta
k = −8,5
6.Vetores: produto escalar e vetorial
Resposta: V = 12
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.
Volumes de revolução: girar a região sob y = f(x), de x = a até x = b, em torno do eixo x gera um sólido cuja seção transversal em x é um disco de raio f(x). Somar os discos dá V = π∫ₐᵇ f(x)² dx. Quando a região fica entre uma curva externa R(x) e uma curva interna r(x), cada fatia é uma arruela: V = π∫ₐᵇ (R(x)² − r(x)²) dx. Eleve os raios ao quadrado antes de subtraí-los.
Método dos discos
V = π∫₀3 0,25x² dx
Integrar
V = π·0,25·3³/3 = 7,069
Resposta
V = 7,069
Verificação: um cone de raio 1,5 e altura 3 tem (1/3)πr²h = 7,069.
8.Integrais
Resposta: I = 98,43
Integração por partes: ∫u·dv = u·v − ∫v·du, a partir da regra do produto. Escolha como u o fator que fica mais simples quando você o deriva (uma potência de x ou ln x) e como dv o fator que você sabe integrar (eˣ, sen x, cos x ou x quando u = ln x). Para uma integral definida, calcule u·v nos dois limites: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Um fator x² exige duas rodadas.
Primeira rodada
∫x²eˣ dx = x²eˣ − ∫2x eˣ dx
Segunda rodada
∫2x eˣ dx = 2x eˣ − 2eˣ
∫x²eˣ dx = eˣ(x² − 2x + 2)
Limites
20,09·(5) − 1·2 = 98,43
Resposta
I = 98,43
9.Cálculo de várias variáveis
Resposta: c = −132
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(−2, 2) = 76
fx = −3y² − 12x² − 2y → fx(−2, 2) = −64
fy = −6xy + 6y − 2x → fy(−2, 2) = 40
Plano tangente
z = 76 − 64(x + 2) + 40(y − 2)
z = −64x + 40y − 132
Termo constante
c = −132
Resposta
c = −132
10.Cálculo de várias variáveis
Resposta: fmin = −11
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).
Pontos críticos
Resolva fx = 0 e fy = 0 juntos.
fx = (3x² − 3) = 0
fy = (2y − 6) = 0
(1, 3), (−1, 3)
Teste da segunda derivada
(1, 3): fxx = 6, fyy = 2, fxy = 0, D = 12 → mínimo local
(−1, 3): fxx = −6, fyy = 2, fxy = 0, D = −12 → ponto de sela
Valor no extremo
f(1, 3) = −11
Resposta
fmin = −11
11.Sequências e séries
Resposta: x = 3,333
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 = (1/3)·(k + 2)/(k + 1) → 0,3333
Raio
R = 0,3333
Intervalo
2,667 < x < 3,333
x = 3,333
Resposta
x = 3,333
O teste da razão nada diz nos dois extremos; eles precisam ser verificados separadamente.
12.Sequências e séries
Resposta: |R₃| = 0,0003375
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
|R₃| ≤ 1·0,3⁴/4! = 0,0003375
Resposta
|R₃| = 0,0003375
O erro verdadeiro é menor: |f(0,3) − P₃(0,3)| = 2,021 × 10⁻⁵.
13.Transformadas de Laplace
Resposta: f(0.8) = 4,625
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).
Frações parciais
F(s) = A/s + B/(s + 1) + C/(s + 6)
A = 60/(1·6) = 10
B = 60/((−1)·5) = −12
C = 60/((−6)·(−5)) = 2
Transformada inversa
f(t) = 10 − 12·e−t + 2·e−6t
Calcular
f(0,8) = 10 − 12·e−0,8 + 2·e−6·0,8 = 4,625
Resposta
f(0,8) = 4,625
14.Transformadas de Laplace
Resposta: y(0.25) = −5,795
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 − (−10)s − 14 + 9(sY − (−10)) + 20Y = 0
Y(s) = (−10s − 76)/((s + 4)(s + 5))
Frações parciais
A = −36/1 = −36
B = −26/(−1) = 26
Resultado
y(t) = −36·e−4t + 26·e−5t
y(0,25) = −5,795
Resposta
y(0,25) = −5,795
Verificação: y(0) = A + B = −10.
15.Convolução e sistemas LIT
Resposta: y(0.5) = 1,58
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) = 5·∫₀ᵗ e−2τ dτ = (5/2)·(1 − e−2t)
Calcular
y(0,5) = 2,5·(1 − e−1) = 1,58
Resposta
y(0,5) = 1,58
16.Convolução e sistemas LIT
Resposta: h(0.5) = 0,4104
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)|.