Pregunta
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Solve for \( Y(s) \), the Laplace transform of the solution \( y(t) \) to the initial value problem below \[ y^{\prime \prime}+9 y=4 t^{3}, y(0)=0, y^{\prime}(0)=0 \] Click here to view the table of Laplace transforms. Click here to view the table of properties of Laplace transforms.

Ask by Reeves Reyes. in the United States
Jan 23,2025

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\( Y(s) = \frac{24}{s^{4}(s^{2} + 9)} \)

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Bonus Knowledge

To solve for \( Y(s) \), we start by taking the Laplace transform of the differential equation \( y'' + 9y = 4t^3 \). Applying the Laplace transform, we use the properties: - \( \mathcal{L}\{y''\} = s^2Y(s) - sy(0) - y'(0) \) - \( \mathcal{L}\{y\} = Y(s) \) - \( \mathcal{L}\{t^n\} = \frac{n!}{s^{n+1}} \) Substituting the initial conditions \( y(0) = 0 \) and \( y'(0) = 0 \): \[ \mathcal{L}\{y''\} = s^2Y(s) - 0 - 0 = s^2Y(s) \] \[ \mathcal{L}\{t^3\} = \frac{3!}{s^{4}} = \frac{6}{s^{4}} \] Now, substituting back into the differential equation: \[ s^2Y(s) + 9Y(s) = \frac{6}{s^{4}} \] Combine like terms: \[ (s^2 + 9)Y(s) = \frac{6}{s^4} \] Now, solve for \( Y(s) \): \[ Y(s) = \frac{6}{s^4(s^2 + 9)} \] This is the Laplace transform of the solution \( y(t) \) for the given initial value problem.

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