Définition des transformées de Laplace
Soit \( f(t) \) une fonction de la variable réelle \( t \), telle que \( t \geq 0 \). La transformée de Laplace \( F(s) \) de \( f \) est donnée par l'intégrale :
\[ \mathcal{L}\{f(t)\} = F(s) = \int_{0}^{\infty} e^{-st} f(t) \, dt \]où \( s \) est une variable complexe. Ici, \( f(t) \) est appelée la fonction originale (domaine temporel) et \( F(s) \) est appelée la fonction image (domaine fréquentiel).
Table des transformées de Laplace
| \( f(t) \) | \( F(s) \) |
|---|---|
| \( 1 \) | \( \dfrac{1}{s} \) |
| \( t \) | \( \dfrac{1}{s^2} \) |
| \( t^n \) | \( \dfrac{n!}{s^{n+1}} \quad (n = 1, 2, 3, \dots) \) |
| \( t^{1/2} \) | \( \dfrac{\sqrt{\pi}}{2s^{3/2}} \) |
| \( t^{-1/2} \) | \( \sqrt{\dfrac{\pi}{s}} \) |
| \( e^{-at} \) | \( \dfrac{1}{s + a} \) |
| \( t e^{-at} \) | \( \dfrac{1}{(s + a)^2} \) |
| \( \sin(at) \) | \( \dfrac{a}{s^2 + a^2} \) |
| \( t \sin(at) \) | \( \dfrac{2as}{(s^2 + a^2)^2} \) |
| \( e^{-at} \sin(bt) \) | \( \dfrac{b}{(s + a)^2 + b^2} \) |
| \( \cos(at) \) | \( \dfrac{s}{s^2 + a^2} \) |
| \( t \cos(at) \) | \( \dfrac{s^2 - a^2}{(s^2 + a^2)^2} \) |
| \( e^{-at} \cos(bt) \) | \( \dfrac{s + a}{(s + a)^2 + b^2} \) |
| \( \sinh(at) \) | \( \dfrac{a}{s^2 - a^2} \) |
| \( \cosh(at) \) | \( \dfrac{s}{s^2 - a^2} \) |
| \( 1 - \cos(at) \) | \( \dfrac{a^2}{s(s^2 + a^2)} \) |
| \( \left(\dfrac{2}{t}\right)(t - \cos(at)) \) | \( \ln \left( \dfrac{s^2 + a^2}{s^2} \right) \) |
| \( \left(\dfrac{2}{t}\right)(t - \cosh(at)) \) | \( \ln \left( \dfrac{s^2 - a^2}{s^2} \right) \) |
| \( \left(\dfrac{1}{t}\right)\sin(at) \) | \( \arctan \left( \dfrac{a}{s} \right) \) |