y '' - 5 y ' + 4 y = e^(2t); aplicamos la transformada a ambos lados:
L{y ''} - 5 L {y '} + 4 L{y} = L {e^2t};
s^2 L{y} - s*y(0) - y'(0) - 5 [sL{y} - y(0)] + 4 L{y} = 1 / (s-2);
Ya no tengo derivadas; reemplazo con los valores iniciales:
s^2 L{y} - s +1 - 5 [sL{y} - 1] + 4 L{y} = 1 / (s-2)
s^2 L{y} - s +1 - 5sL{y} +5 + 4 L{y} = 1 / (s-2)
(s^2 -5s +4) *L{y} - s + 6 = 1 / (s-2);
(s^2 -5s +4) *L{y} = [1 / (s-2)] + s - 6; despejo L{y}:
L{y} = {1 / [(s-2)*(s^2 -5s +4)]} + [s/(s^2 -5s +4)] - [6/(s^2 -5s +4)]; despejo y:
y=L^(-1){1 / [(s-2)*(s^2 -5s +4)]} + L^(-1)[s/(s^2 -5s +4)] - L^(-1)[6/(s^2 -5s +4)];
Como (s^2 -5s +4) es factorizable: 5+-√(25 - 16) / 2; (5+-3)/2; s=1; s=4:
Por espacio, hago las fracciones parciales de cada inversa por separado:
1°) 1 / [(s-2)*(s-1)*(s-4)] = A/(s-2) + B/(s-1) + C/(s-4);
1/[(s-2)*(s-1)*(s-4)] = [2)*(s-1)*(s-4)]
1 = A(s-1)(s-4) + B(s-2)(s-4) + C(s-2)(s-1); doy valores a s:
1= A*1*(-2) + 0 B + 0C; para s=2; A=(-1/2);
1 = 0A + B*(-1)(-3) + 0C; para s=1; B=(1/3);
1 = 0A + 0B + C*2*3; para s=4; C=1/6;
L^(-1) { (-1/2)* [1/(s-2)] + (1/3)*[1/(s-1)] + (1/6)*[1/(s-4)]};
Como la Transformada inversa de 1/(s-a) = e^(at):
## (-1/2)e^2t + (1/3)e^t + (1/6)e^4t
2°) s/[(s-1)(s-4)]; evitaré pasos intermedios:
A/(s-1) + B/(s-4); s= A(s-4) + B(s-1);
1 = A(-3)+0B; para s=1; A=(-1/3)
4= 0A +3B; para s=4; B=4/3;
(-1/3)[1/(s-1)] + (4/3)[1/(s-4)]; Transformada inversa:
## (-1/3)e^t + (4/3)e^4t;
3°) [6/(s^2 -5s +4)] o: 6/[(s-4)(s-1)];
6=A/(s-4) + B/(s-1); 6 = A(s-1) + B(s-4);
6=3A; para s=4; A=2;
6= -3B; para s=1; B=-2;
2*[1/(s-4)] - 2*[1/(s-1)]; Transformada inversa:
## 2e^4t - 2e^t;
Todo junto ahora, con y(t); y(0)=1; y '(0) =(-1):
y(t) = (-1/2)e^2t + (1/3)e^t + (1/6)e^4t +(-1/3)e^t + (4/3)e^4t +2e^4t - 2e^t;
#### y(t) =(21/6)e^4t - (1/2)e^2t -2e^t
Luego intento el segundo.