Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
LAPLACE TRANSFORM
Type I: Basic
1.
2.
Find the Laplace Transforms of 4π‘ 2 + π ππ3π‘ + π 2π‘
Ans.
π 3
+
3
π 2 +9
+
1
π −2
Find the Laplace Transforms of 1 + π πππ‘
[M18/Extc/5M]
Solution:
πΏ 1 + π πππ‘
π‘
= πΏ cos + sin
2
=
π
1
π 2 +4
+
1
=
=
3.
8
1
2
1
π 2 +4
π‘
π
π
2
2
since 1 + π πππ = cos + sin
2
π +2
1
π 2 +4
4π +2
4π 2 +1
Find the LT of π ππ2π‘ − πππ 2π‘ 2
[M19/Extc/5M]
Solution:
πΏ π ππ2π‘ − πππ 2π‘ 2
= πΏ{sin2 2π‘ − 2π ππ2π‘ πππ 2π‘ + cos 2 2π‘}
= πΏ 1 − π ππ4π‘
since, 2π ππππππ π = π ππ2π
=
1
π
−
4
π 2 +16
2
4.
Find the Laplace Transforms of sin2 π‘
Ans.
5.
Find the Laplace Transforms of cos 2 3π‘
Ans.
6.
7.
Evaluate using L.T.: 0 π −2π‘ sin2 2π‘ ππ‘
Ans.
5
2
−2π‘
2
Find the Laplace Transforms of π‘ − π
+ cosh 3π‘
∞
Ans.
3
8.
Find the Laplace Transforms of sin π‘
Ans.
9.
Find the Laplace Transforms of cos 3 2π‘
Ans.
S.E/Paper Solutions
1
π π 2 +4
π 2 +18
π π 2 +36
1
2
π 3
−
1
π +2
6
+
1 1
2 π
π 2 +1 π 2 +9
π π 2 +28
π 2 +36 π 2 +4
+
π
π 2 −36
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
∞
10. Evaluate using L.T.: 0 π −2π‘ sin3 π‘ ππ‘
[M17/ElexExtcElectBiomInst/5M]
Solution:
By definition,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ = sin3 π‘
∞ −π π‘
π sin3 π‘ ππ‘ = πΏ sin3 π‘
0
= πΏ
3π πππ‘ −π ππ 3π‘
4
1
= πΏ 3π πππ‘ − π ππ3π‘
4
1
1
3
= 3. 2 − 2
4
π +1
π +9
Put π = 2
∞ −2π‘
π
0
sin3 π‘ ππ‘ =
1
3
4 4+1
−
3
=
4+9
6
65
11. Find the Laplace Transforms of π ππ3π‘πππ 4π‘
Ans.
12. Find the Laplace Transforms of π πππ‘π ππ5π‘
Ans.
3π 2 −21
π 2 +49 π 2 +1
10π
π 2 +16 π 2 +36
13. Find the Laplace Transforms of πππ π‘ πππ 2π‘ πππ 3π‘
[N15/ChemBiot/5M][M16/ChemBiot/5M]
Solution:
πΏ{πππ 2π‘ πππ π‘ πππ 3π‘}
1
= πΏ 2πππ 2π‘ πππ π‘ πππ 3π‘
2
1
= πΏ πππ 3π‘ + πππ π‘ πππ 3π‘
2
1
= πΏ{cos 2 3π‘ + πππ 3π‘ πππ π‘}
2
1 1
= . πΏ 2 cos 2 3π‘ + 2πππ 3π‘ πππ π‘
=
=
2 2
1
4
1
4
πΏ 1 + πππ 6π‘ + πππ 4π‘ + πππ 2π‘
1
π
+
π
π 2 +36
+
π
π 2 +16
+
π
π 2 +4
∞
1
14. If 0 π −2π‘ sin π‘ + πΌ cos π‘ − πΌ ππ‘ = , then find α
4
[M16/CompIT/5M]
Solution:
By definition,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ = sin π‘ + πΌ cos π‘ − πΌ
∞ −π π‘
π sin π‘ + πΌ cos π‘ − πΌ ππ‘ = πΏ sin π‘ + πΌ cos π‘ − πΌ
0
S.E/Paper Solutions
2
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
=
=
∴
∞
0
1
πΏ 2 sin π‘ + πΌ cos π‘ − πΌ
2
1
πΏ sin 2π‘ + sin 2πΌ
2
π −π π‘ sin π‘ + πΌ cos π‘ − πΌ ππ‘ =
1
2
2
π 2 +4
+
Put π = 2,
∞ −2π‘
π
0
sin π‘ + πΌ cos π‘ − πΌ ππ‘ =
1
4
1
4
1
4
1
8
=
1 2
2 8
1 1
π ππ 2πΌ
+
2
π ππ 2πΌ
2 4
2
1
π ππ 2πΌ
= +
8
1
− =
=
+
4
π ππ 2πΌ
8
4
π ππ 2πΌ
4
π ππ2πΌ =
2πΌ =
πΌ=
π
1
2
6
π
12
15. Find the Laplace Transform of π ππ2π‘πππ 3π‘
[M17/AutoMechCivil/5M]
Solution:
πΏ{π ππ2π‘ πππ 3π‘}
1
= πΏ 2π ππ2π‘ πππ 3π‘
2
1
= πΏ π ππ5π‘ + sin(−π‘)
2
1
= πΏ{π ππ5π‘ − π πππ‘}
=
2
1
5
2 π 2 +25
−
1
π 2 +1
16. Find the Laplace Transform of π ππ2π‘π πππ‘π ππ3π‘
[N13/Biot/5M]
Solution:
πΏ{π ππ2π‘ π πππ‘ π ππ3π‘}
1
= πΏ 2π ππ2π‘ π πππ‘ π ππ3π‘
2
1
= πΏ πππ π‘ − πππ 3π‘ π ππ3π‘
2
1
= πΏ{πππ π‘π ππ3π‘ − πππ 3π‘ π ππ3π‘}
2
1 1
= . πΏ 2πππ π‘ π ππ3π‘ − 2πππ 3π‘ π ππ3π‘
=
2 2
1
4
πΏ π ππ4π‘ − sin −2π‘ − π ππ6π‘
S.E/Paper Solutions
3
π ππ 2πΌ
π
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
=
=
1
4
1
πΏ π ππ4π‘ + π ππ2π‘ − π ππ6π‘
4
4 π 2 +16
+
2
π 2 +4
−
6
π 2 +36
∞
17. Evaluate 0 π π‘ π ππ2π‘πππ 3π‘ππ‘
[N17/AutoMechCivil/6M]
Solution:
By definition,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ = π ππ2π‘πππ 3π‘
∞ −π π‘
π π ππ2π‘πππ 3π‘ππ‘ = πΏ π ππ2π‘πππ 3π‘
0
=
1
2
1
πΏ 2π ππ2π‘ πππ 3π‘
= πΏ π ππ5π‘ + sin(−π‘)
2
1
= πΏ{π ππ5π‘ − π πππ‘}
=
2
1
5
2
π 2 +25
−
1
π 2 +1
Put π = −1
∞ π‘
π π ππ2π‘πππ 3π‘ππ‘
0
=
1
5
2 1+25
−
1
1+1
=−
∞
2
13
3
18. If 0 π −2π‘ sin π‘ + πΌ cos π‘ − πΌ ππ‘ = , then find α
8
[N14/CompIT/6M]
Solution:
By definition,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ = sin π‘ + πΌ cos π‘ − πΌ
∞ −π π‘
π sin π‘ + πΌ cos π‘ − πΌ ππ‘ = πΏ sin π‘ + πΌ cos π‘ − πΌ
0
=
=
∴
∞
0
1
2
1
2
πΏ 2 sin π‘ + πΌ cos π‘ − πΌ
πΏ sin 2π‘ + sin 2πΌ
1
π −π π‘ sin π‘ + πΌ cos π‘ − πΌ ππ‘ =
2
Put π = 2,
∞ −2π‘
π
0
sin π‘ + πΌ cos π‘ − πΌ ππ‘ =
3
8
3
8
3
8
S.E/Paper Solutions
4
=
1 2
2 8
1 1
2
π 2 +4
+
+
+
π ππ 2πΌ
2
π ππ 2πΌ
2 4
2
1
π ππ 2πΌ
= +
8
1
4
π ππ 2πΌ
8
4
− =
π ππ 2πΌ
π
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
1
π ππ 2πΌ
=
4
4
π ππ2πΌ = 1
π
2πΌ =
πΌ=
19. Obtain πΏ π 3π‘
if πΏ π π‘
=
π
2
4
20−4π
π 2 −4π +20
Ans.
60−4π
π 2 −12π +180
20. State and Prove change of scale property of L.T. If πΏ π ππ π‘ =
then find πΏ π ππ2 π‘
21. Evaluate using L.T.:
S.E/Paper Solutions
Ans.
∞
πππ
0
2 π‘ π −5π‘ ππ‘
5
Ans.
π
π π
2
15
.π
1
−π
π
2π π
1
.π
−4π
,
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
Type II: First Shifting Property
1.
State the first shifting theorem for Laplace Transforms. Use the theorem
to obtain πΏ π −π‘ sin2 π‘
2.
3.
Find L.T. of π
4π‘
Ans.
3
sin π‘
Ans.
1
1
−
2 π +1
3
1
4
π +1
π 2 +2π +5
π 2 −8π +17
−
−2π‘
Find L.T. of π
1 − π πππ‘
[N17/IT/4M]
Solution:
πΏ π −2π‘ 1 − π πππ‘
π‘
= πΏ π −2π‘ cos − sin
=πΏ π
π‘
2
cos − π
2
π +2
=
=
−2π‘
−
1
4
π +2 2 +
1
2
π‘
2
−2π‘
1
2
sin
π‘
π‘
2
2
since, 1 − π πππ‘ = cos − sin
π‘
2
1
4
π +2 2 +
π +2−
1
π 2 +4π +4+4
3
=
4.
5.
6.
π +2
17
π 2 +4π + 4
Find L.T. of π π‘ πππ π‘
2
Ans.
π πππ‘ 2
Find L.T. of
Ans.
ππ‘
πππ 2π‘ π πππ‘
Find L.T. of
ππ‘
[M15/ChemBiot/5M][M18/AutoMechCivil/5M]
Solution:
πΏ
πππ 2π‘ π πππ‘
ππ‘
−π‘
= πΏ π πππ 2π‘ π πππ‘
1
= πΏ π −π‘ 2πππ 2π‘ π πππ‘
=
2
1
2
1
πΏ π −π‘ π ππ3π‘ − π πππ‘
= πΏ π −π‘ π ππ3π‘ − π −π‘ π πππ‘
=
=
7.
2
1
2
1
3
π +1
3
2 +9
2 π 2 +2π +10
−
−
1
π +1 2 +1
1
π 2 +2π +2
Find L.T. of π πππ‘πππ 2π‘πππ ππ‘
[N14/CompIT/5M]
Solution:
S.E/Paper Solutions
6
1
1
2 π −2
1 1
2 π +2
+
−
1
π 2 −8π +25
π −2
π 2 −4π +8
π +2
π 2 +4π +8
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
πΏ π πππ‘ πππ 2π‘ πππ ππ‘
π π‘ +π −π‘
= πΏ π πππ‘ πππ 2π‘
2
π‘
1
= πΏ π πππ‘ πππ 2π‘ π + π −π‘
=
=
=
=
=
2
1
4
1
4
1
4
1
4
1
πΏ 2π πππ‘ πππ 2π‘ π π‘ + π −π‘
π π‘ + π −π‘
πΏ π ππ3π‘ + sin −π‘
πΏ π π‘ π ππ3π‘ + π −π‘ π ππ3π‘ − π π‘ π πππ‘ − π −π‘ π πππ‘
3
π −1
3
2 +9
4 π 2 −2π +10
3
+
+
2 +9
π +1
−
3
π 2 +2π +10
−
1
π −1
1
π 2 −2π +2
8.
Find L.T. of π π‘ π ππ2π‘ π ππ3π‘
9.
Find L.T. of π ππ2π‘πππ π‘πππ π2π‘
[N18/IT/5M]
Solution:
πΏ π ππ2π‘ πππ π‘ πππ π2π‘
1
= πΏ π ππ2π‘ πππ π‘ π
=
=
=
=
=
4
1
4
1
4
1
4
1
4
2
2π‘
=
2
1
1
π −1
2
π 2 −2π +2
π 2π‘ + π −2π‘
πΏ π ππ3π‘ + sin π‘
πΏ π 2π‘ π ππ3π‘ + π −2π‘ π ππ3π‘ + π 2π‘ π πππ‘ + π −2π‘ π πππ‘
3
π −2
3
2 +9
π 2 −4π +13
+
+
3
2 +9
π +2
+
3
π 2 +4π +13
π π‘ −π −π‘
1
=
π 2 +2π +2
+ π −2π‘
+
1
π −2
2 +1
1
π 2 −4π +5
2
π πππ‘
= πΏ π −3π‘ − π −5π‘ π πππ‘
2
1
π +1 2 +1
1
πΏ 2π ππ2π‘ πππ π‘ π 2π‘ + π −2π‘
= πΏ π −4π‘
=
−
1
Ans.
10. Find L.T. of π −4π‘ π ππππ‘ π πππ‘
[N14/ChemBiot/5M]
Solution:
πΏ π −4π‘ π ππππ‘ π πππ‘
2
1
−
π 2π‘ +π −2π‘
= πΏ π ππ2π‘ πππ π‘
2
1
2 +1
πΏ π −3π‘ π πππ‘ − π −5π‘ π πππ‘
1
π +3
1
2 +1
2 π 2 +6π +10
S.E/Paper Solutions
−
−
1
π +5 2 +1
1
π 2 +10π +26
7
+
+
1
π +2 2 +1
1
π 2 +4π +5
−
π −1
π 2 −2π +26
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
2π 2 π
11. Find L.T. of π ππππ‘ π πππππ‘
Ans. 4 4
π +4π
12. State and prove first shifting property of Laplace transform and also find
πΏ π‘π 3π‘ π ππππ‘
Ans.
13. If Laplace Transform of erf
[N18/Comp/5M]
Solution:
We have, πΏ erf π‘
π‘ =
4
2
π −1
∞
π −1+4
1
π
+1
4
π −1
3π‘
π‘
=
2
π π +4
2
=
π +3
3
14. Show that 0 π −π‘ . sin . sinh
ππ‘ =
2
2
2
−π‘
15. Find the Laplace Transform of π‘π πππ π2π‘
[M15/AutoMechCivil/5M]
Solution:
πΏ π‘π −π‘ πππ π2π‘
π 2π‘ +π −2π‘
= πΏ π‘ π −π‘
=
=
=
1
2
1
2
1
2
2
−3π‘
π‘
πΏ π‘ π +π
πΏ π π‘ π‘ + π −3π‘ π‘
1
π −1
2
1
+
π +3
2
16. Prove that πΏ πππ 2π‘. πππ π2π‘ =
17. Prove that πΏ{πππ ππ‘. πππ πππ‘} =
π‘
18. Find L.T. of sinh sin
2
[N17/Extc/5M]
Solution:
π‘
3π‘
2
2
πΏ sinh sin
π‘
=πΏ
1
π 2 −π
−
. sin
2
π‘
2
= πΏ π sin
2
π‘
2
S.E/Paper Solutions
3π‘
2
−π
π 3
π 4 +64
π 3
π 4 +4π 4
3π‘
2
3π‘
2
π‘
−2
sin
3π‘
2
8
2
1
π −4
π‘
2
−
1
π −2
then find πΏ π . erf 2 π‘
π π +1
4
=
π π +1
1
=
By change of scale property,
1
πΏ erf 2 π‘ = πΏ πππ 4π‘ = . π
Now,
πΏ π π‘ erf 2 π‘
1
1
2
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
=
=
=
=
=
=
=
3
2
1 2 3
π −2 +4
1
2
3
4
1
1 3
π 2 −π +4 +4
3
1
4
3
π 2 −π +1
π 2 +π +1
4
3
4
−
−
3
2
1 2 3
π +2 +4
1
1 3
π 2 +π +4 +4
−
1
π 2 +π +1
−(π 2 −π +1)
π 2 −π +1 (π 2 +π +1)
2π
π 2 +1 2 −π 2
3π
2 π 4 +2π 2 +1−π 2
3π
2 π 4 +π 2 +1
19. Find L.T. of π −5π‘ . erf π‘
[M19/Elect/5M]
Solution:
We have,
1
πΏ erf π‘ =
π π +1
∴πΏ π
−5π‘
erf π‘ =
1
=
π +5+1
π +5
1
(π +5) π +6
∞
20. Evaluate 0 π −2π‘ . π‘ 5 πππ ππ‘ ππ‘
[N16/ElexExtcElectBiomInst/5M]
Solution:
By definition,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ = π‘ 5 πππ ππ‘
∞ −π π‘ 5
π π‘ πππ ππ‘ππ‘ = πΏ π‘ 5 πππ ππ‘
0
π π‘ +π −π‘
= πΏ π‘5
=
=
1
2
1
2
πΏ π π‘ + π −π‘ π‘ 5
2
π‘ 5
5!
π −1
6
+
5!
π +1
6
Put π = 2,
∞ −2π‘ 5
π t πππ ππ‘ππ‘
0
S.E/Paper Solutions
=
1 5!
2 1
+
5!
36
=
9
14600
243
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
Type III: Multiplication by ππ
1.
Find L.T. of π‘π ππππ‘
Ans.
2.
Find L.T. of π‘πππ ππ‘
Ans.
3.
3
= −
= −
= −
= −
=
=
5.
π 2 +π 2
2
Find L.T. of π‘ sin π‘
[N15/AutoMechCivil/5M]
Solution:
π
πΏ π‘π ππ3 π‘ = −1
πΏ sin3 π‘
ππ
π
= −1
4.
2ππ
π 2 +π 2 2
π 2 −π 2
ππ
π
1
4
πΏ 3π πππ‘ − π ππ3π‘
4 ππ
1 π
1
3.
4 ππ
3 π
1
4
3
1
π 2 +1
1
4
3π
π 2 +1
2
2
−
π 2 +9
1
−
π 2 +9
−1[2π ]
π 2 +1
4
3
−
π 2 +1
ππ π 2 +1
π 2 +1 0
6π
2
3π‘
3π πππ‘ −π ππ 3π‘
πΏ
−
+
2
π 2 +9 0 −1[2π ]
π 2 +9
2
1
π 2 +9
1
2
2
π 2 +9
Find L.T. of π‘π π πππ‘
Ans.
−3π‘
2π −6
π 2 −6π +10
Find L.T. of π‘π πππ 2π‘πππ 3π‘
[M14/ElexExtcElectBiomInst/4M]
Solution:
We have,
1
πΏ πππ 2π‘ πππ 3π‘ = πΏ 2πππ 2π‘ πππ 3π‘
=
=
2
1
2
1
2
πΏ πππ 5π‘ + cos −π‘
π
π 2 +25
π
πΏ π‘ πππ 2π‘ πππ 3π‘ = −1
= −1
=−
=−
=
1
2
1
2
1
2
ππ
π
π
π 2 +1
πΏ πππ 2π‘ πππ 3π‘
1
π
π 2 +25
+
ππ 2
π 2 +25 1 −π 2π
–π 2 +25
π 2 +25
2
π −25
π 2 +25
1
=
2
+
2
+
π
π 2 +1
π 2 +1
+
π 2 +25 2
∴ πΏ π −3π‘ π‘ πππ 2π‘ πππ 3π‘ =
S.E/Paper Solutions
+
−π 2 +1
π 2 +1 2
2
π −1
π 2 +1 2
π +3 2 −25
2
1
π +3 2 +25
π 2 +6π −16
2
π 2 +6π +34
10
1 −π 2π
π 2 +1 2
+
2
2
+
π +3 2 −1
π +3 2 +1
π 2 +6π +8
2
π 2 +6π +10
2
2
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
6.
∞
Evaluate using L.T.: 0 π −3π‘ . π‘πππ π‘ππ‘
[M15/ElexExtcElectBiomInst/5M]
Solution:
By definition,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ = π‘ πππ π‘
∞ −π π‘
π π‘ πππ π‘ππ‘ = πΏ π‘ πππ π‘
0
∞ −π π‘
π π‘
0
πππ π‘ππ‘ = πΏ π‘ πππ π‘
π
= −1
ππ
π
= −1
π
ππ π 2 +1
π 2 +1 1
= −1
−π 2π
π 2 +1
π 2 +1−2π 2
= −1
π 2 +1
−π 2 +1
= −1
=
πΏ πππ π‘
π 2 +1
π 2 −1
π 2 +1
2
2
2
2
Put π = 3,
∴
7.
∞
0
π −3π‘ π‘ πππ π‘ππ‘ =
Evaluate using L.T.:
32 −1
32 +1 2
=
∞
π πππ‘ 2
π‘
0
ππ‘
8
100
=
2
25
ππ‘
[N13/Chem/6M]
Solution:
We have,
∞
π‘. π −2π‘ sin2 π‘ ππ‘ =?
0
By definition,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ = π‘ sin2 π‘
∞ −π π‘
π π‘ sin2 π‘ ππ‘ = πΏ π‘ sin2 π‘
0
∞ −π π‘
π π‘ sin2
0
1−πππ 2π‘
π‘ ππ‘ = πΏ π‘
2
1
= πΏ π‘ − π‘πππ 2π‘
=
=
S.E/Paper Solutions
2
1 1
π
2 π
1 1
ππ
π
− −1
2
2
π 2
− −1
11
ππ
πΏ πππ 2π‘
π
π 2 +4
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
=
=
=
=
1 1
π 2 +4 1 −π 2π
2 π
π 2 +4
− −1
2
1 1
π 2 +4−2π 2
2 π
π 2 +4
− −1
2
1 1
−π 2 +4
2 π
π 2 +4
− −1
2
1 1
π 2 −4
2 π
π 2 +4
−
2
2
2
2
2
Put π = 2,
∴
8.
9.
∞
0
π
−2π‘
π‘ sin2 π‘ ππ‘ =
1 1
−0 =
2 4
1
8
Find L.T. of π‘π 3π‘ πππ π‘
Ans.
Find Laplace Transform of π‘π
[N17/AutoMechCivil/5M]
Solution:
π
πΏ π‘ π πππ‘ = −1
πΏ π πππ‘
ππ
π
= −1
=
−1[2π ]
π 2 +1
2π
π 2 +1
π πππ‘
1
ππ π 2 +1
π 2 +1 0
= −1
−3π‘
2
2
2 π +3
∴ πΏ π −3π‘ π‘ π πππ‘ =
π +3 2 +1
2
=
2 π +3
π 2 +6π +10
2
10. Find L.T. of π‘π 3π‘ π ππ4π‘
[N16/CompIT/5M][M18/IT/4M]
Solution:
πΏ π‘π 3π‘ π ππ4π‘ =?
We have,
4
πΏ π ππ4π‘ = 2
π +16
πΏ π‘ π ππ4π‘ = −1
= −1
= −4
=
πΏ π ππ4π‘
4
π 2 +16
ππ
π 2 +16 0 −1[2π ]
π 2 +16
8π
π 2 +16
∴ πΏ π 3π‘ π‘ π ππ4π‘ =
S.E/Paper Solutions
π
ππ
π
2
2
8 π −3
π −3
2 +16 2
=
12
8 π −3
π 2 −6π +25 2
π 2 −6π +8
π 2 −6π +10
2
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
11. Find the Laplace Transform of π −2π‘ π‘ πππ π‘
[M18/Comp/5M]
Solution:
π
πΏ πππ π‘
πΏ π‘ πππ π‘ = −1
= −1
ππ
π
= −1
−π 2π
π 2 +1 2
2
π +1−2π 2
= −1
π 2 +1
−π 2 +1
= −1
=
π
ππ π 2 +1
π 2 +1 1
π 2 +1
π 2 −1
π 2 +1
2
2
2
π +2 2 −1
∴ πΏ π −2π‘ π‘ πππ π‘ =
π +2 2 +1
2
π 2 +4π +4−1
=
π 2 +4π +4+1
2
=
π 2 +4π +3
π 2 +4π +5
12. Find L.T. of π −π‘ π‘ πππ 2π‘ π ππ4π‘
[M18/Elect/5M]
Solution:
πΏ π‘π −π‘ πππ 2π‘ π ππ4π‘ =?
We have,
1
πΏ πππ 2π‘ π ππ4π‘ = πΏ 2πππ 2π‘ π ππ4π‘
=
=
2
1
2
1
2
πΏ π ππ6π‘ + sin −2π‘
6
π
πΏ π‘ πππ 2π‘ π ππ4π‘ = −1
ππ
π
= −1
=−
=−
=
−
π 2 +36
πΏ πππ 2π‘ π ππ4π‘
1
6
π 2 +36
12π
−
π 2 +36
2
6π
π 2 +36 2
∴ πΏ π‘π −π‘ πππ 2π‘ π ππ4π‘ =
=
−
2
2
−
2
π 2 +4
4π
+
π 2 +4
2π
2
π 2 +4 2
6 π +1
2 +36 2
π +1
6π +6
π 2 +2π +37
13. Find L.T. of π π‘ π‘ π ππ2π‘ πππ π‘
[M19/Comp/5M]
Solution:
S.E/Paper Solutions
−
ππ 2 π 2 +36
π 2 +4
2
π +36 0 −6[2π ]
π 2 +4 0 −2[2π ]
1
2
1
2
π 2 +4
13
2
−
−
2 π +1
π +1 2 +4
2π +2
π 2 +2π +5
2
2
2
2
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
πΏ π π‘ π‘ π ππ2π‘ πππ π‘ =?
We have,
1
πΏ π ππ2π‘ πππ π‘ = πΏ 2π ππ2π‘ πππ π‘
2
=
=
1
πΏ π ππ3π‘ + sint
2
1
3
π 2 +9
2
πΏ π‘ πππ 2π‘ π ππ4π‘ = −1
=−
=
2
3π
π
πΏ π ππ2π‘ πππ π‘
1
3
π 2 +9
6π
−
π 2 +9 2
π 2 +9
+
=
−
π
π 2 +1
−
3 π −1
π 2 −2π +10 2
π −1 2 +1 2
π −1
+
π 2 −2π +2
∞
π πππ‘ππ‘ = πΏ π‘ π πππ‘
π
= −1
ππ
π
= −1
=
Put π = 3,
∞
∴ 0 π −3π‘ π‘ π πππ‘ππ‘ =
15. Evaluate using L.T.:
[N18/Extc/5M]
Solution:
By definition,
S.E/Paper Solutions
∞
0
π 2 +1
2
2
6
32 +1 2
π
1
π 2 +1
2π
−2π‘
πΏ π πππ‘
ππ π 2 +1
π 2 +1 [0]−1[2π ]
= −1
=
2
2 π −1
14. Evaluate using L.T.: 0 π −3π‘ π‘ π πππ‘ ππ‘
[M17/AutoMechCivil/6M]
Solution:
By definition,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ = π‘ π πππ‘
∞ −π π‘
π π‘ π πππ‘ππ‘ = πΏ π‘ π πππ‘
0
∞ −π π‘
π π‘
0
π 2 +1
2π
π 2 +1 2
2 +9 2
π −1
+
2
2
3 π −1
∴ πΏ π π‘ π‘ π ππ2π‘ πππ π‘ =
1
+
ππ 2 π 2 +9
π 2 +1
2
π +9 [0]−3[2π ]
π 2 +1 [0]−1[2π ]
1
2
1
π 2 +1
ππ
π
= −1
=−
1
+
6
100
=
π‘ π πππ‘ ππ‘
14
3
50
2
2
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
∞ −π π‘
π π
0
π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
Put π π‘ = π‘ π πππ‘
∞ −π π‘
π π‘ π πππ‘ππ‘ = πΏ π‘ π πππ‘
0
∞ −π π‘
π π‘
0
π πππ‘ππ‘ = πΏ π‘ π πππ‘
π
= −1
= −1
π 2 +1
2π
=
2
π 2 +1 2
4
∞
0
1
ππ π 2 +1
π 2 +1 [0]−1[2π ]
= −1
Put π = 2,
∞
∴ 0 π −2π‘ π‘ π πππ‘ππ‘ =
πΏ π πππ‘
ππ
π
22 +1 2
4
=
π‘
25
2
16. Evaluate using L.T.:
π π‘ cos π‘ ππ‘
[M19/AutoMechCivil/6M]
Solution:
We have,
∞ π‘
π π‘ cos 2 π‘ ππ‘ =?
0
By definition,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ = π‘ cos 2 π‘
∞ −π π‘
π π‘ cos 2 π‘ ππ‘ = πΏ π‘ cos 2 π‘
0
∞ −π π‘
π π‘ cos 2
0
1+πππ 2π‘
π‘ ππ‘ = πΏ π‘
2
1
= πΏ π‘ + π‘πππ 2π‘
=
=
=
=
=
=
2
1 1
π 2
2
1 1
2
π 2
+ −1
+ −1
π
ππ
π
ππ
πΏ πππ 2π‘
π
π 2 +4
1 1
π 2 +4 1 −π 2π
2 π
π 2 +4
+ −1
2
1 1
π 2 +4−2π 2
2 π
π 2 +4
+ −1
2
1 1
−π 2 +4
2 π
π 2 +4
+ −1
2
1 1
π 2 −4
2 π
π 2 +4
+
2
2
2
2
2
Put π = −1,
∴
∞
0
π π‘ π‘ cos 2 π‘ ππ‘ =
S.E/Paper Solutions
1
2
1
−1
+
2
−1 2 −4
−1
15
2 +4 2
=
11
25
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
17. Find L.T. of π‘ 1 + π πππ‘
[M15/ElexExtcElectBiomInst/4M][N15/ElexExtcElectBiomInst/4M]
[M16/ElexExctElectBiomInst/4M][N17/AutoMechCivil/6M]
[N17/Extc/4M][M18/Extc/4M][M19/Extc/4M]
Solution:
π
πΏ π‘ 1 + π πππ‘ = −1
πΏ 1 + π πππ‘
= −1
= −1
= −1
= −1
ππ
π
ππ
π‘
π‘
2
2
πΏ cos + sin
π
π
1
2
1
π 2 +4
+
1
ππ π 2 +
4
1
π π +2
1
ππ π 2 +
4
1
π 2 +4 1
1
− π +2 2π
1 2
π 2 +4
1
π 2 +4 −2π 2 −π
= −1
1 2
π 2 +4
1
–π 2 −π +4
= −1
1 2
1
=
=
π 2 +4
π 2 +π −4
2
4π 2 +1
4
4 4π 2 +4π −1
18. Evaluate using L.T.:
4π 2 +1
∞
0
2
π‘ 1 + π πππ‘ππ‘
Ans. −4
19. Find L.T. of π‘ 1 + π ππ2π‘
Ans.
20. Find L.T. of π‘ 1 − π πππ‘
Ans.
∞
0
21. Evaluate using L.T.:
π −π‘ . π‘ 1 + π πππ‘ππ‘
[N16/AutoMechCivil/5M]
Solution:
By definition,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ = π‘ 1 + π πππ‘
∞ −π π‘
π π‘ 1 + π πππ‘ππ‘ = πΏ π‘ 1 + π πππ‘
0
= −1
= −1
S.E/Paper Solutions
π
ππ
π
ππ
16
πΏ
1 + π πππ‘
π‘
π‘
2
2
πΏ cos + sin
π 2 +2π −1
π 2 +1 2
4 4π 2 −4π −1
4π 2 +1
2
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
π
= −1
π
1
ππ π 2 +
4
+
1
π +2
π
= −1
1
2
1
π 2 +4
1
ππ π 2 +
4
1
1
π 2 +4 1 − π + 2π
2
= −1
1 2
π 2 +4
1
π 2 +4 −2π 2 −π
= −1
1 2
π 2 +4
1
–π 2 −π +4
= −1
1 2
π 2 +4
1
π 2 +π −4
=
2
4π 2 +1
4
4 4π 2 +4π −1
=
4π 2 +1
2
Put π = 1,
∞
28
∴ 0 π −π‘ . π‘ 1 + π πππ‘ππ‘ =
25
22. Find L.T. of π‘ π 3π‘ erf 5 π‘
[M19/IT/4M]
Solution:
We have,
1
πΏ erf π‘ =
π π +1
By change of scale property,
1
1
πΏ erf 5 π‘ = . π π =
25
25
25
Now,
πΏ π‘ erf 5 π‘ = −1
= −1
= −1
= (−5)
= −5
ππ
π
πΏ erf 5 π‘
5
ππ π π +25
π
5
ππ
π 3 +25π 2
π
π 3 + 25π 2
ππ
−
1
5
2
3π 2 +50π
2
π 3 +25π 2
= .
S.E/Paper Solutions
π π +25
+1
π
5
1
2
1
2
−
π 3 + 25π 2
3
2
17
3
−2
× 3π 2 + 50π
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
5
π 3π +50
= .
2 π 3 π +25
5
3π +50
3
2
2 π 2 π +25
3
2
= .
Thus,
5
3 π −3 +50
πΏ π 3π‘ π‘ erf 5 π‘ = .
2
π −3
1
23. Given πΏ erf π‘ =
π π +1
2
5
3
2
π −3+25
2
∞
π‘
0
, evaluate
3π +41
= .
π −3
2
π +22
3
2
π −π‘ erf π‘ ππ‘
[M14/CompIT/6M]
Solution:
By definition,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ = π‘ erf π‘
∞ −π π‘
π π‘ erf π‘ ππ‘ = πΏ π‘ erf π‘
0
π
= −1
= −1
= −1
π
1
ππ
π 3 +π 2
π
π 3 + π 2
ππ
= −1
π‘ ππ‘ =
25. Prove that
=
1
−
3π 2 +2π
2 π 3 +π 2
Put π = 1,
∞
∴ 0 π −π‘ π‘ erf π‘ ππ‘ =
24. If πΏ π½0 π‘
1
ππ π π +1
= −1
∞ −π π‘
π π‘ erf
0
πΏ erf π‘
ππ
π
5
2 2
3
2
1
2
3
−2
× 3π 2 + 2π
3
2
=
5
4 2
, find πΏ π‘π½0 3π‘
Ans.
4π‘ ππ‘ =
3
125
[M18/IT/6M]
Solution:
By definition,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ = π‘ π½0 4π‘
∞ −π π‘
π π‘ π½0 4π‘ ππ‘ = πΏ π‘ π½0 4π‘
0
We have,
S.E/Paper Solutions
1
−2
π 3 + π 2
π 2 +1
∞
π‘π −3π‘ π½0
0
1
2
18
where πΏ π½0 π‘
π
π 2 +9
=
3
2
1
1+π 2
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
πΏ π½0 π‘
1
=
(given)
π 2 +1
By change of scale property,
1
1
1
= .
πΏ π½0 4π‘ = .
2
4
∴
∞
0
π
−π π‘
π
4
+1
1
4
π 2 +16
16
.
π 2 +16
=
1
π 2 +16
π‘ π½0 4π‘ ππ‘ = πΏ π‘ π½0 4π‘
π
π 2 +16
2
−
π
1
−2
π 2 + 16
2
3
−2
× 2π
3
2
π 2 +16
3
9+16
1
π + 16
ππ
= −1
Put π = 3,
∞
∴ 0 π −3π‘ π‘ π½0 4π‘ ππ‘ =
1
ππ
π
= −1
π −π π‘ π‘ π½0 4π‘ ππ‘ =
πΏ π½0 4π‘
ππ
π
= −1
∞
0
1
16
16
= −1
∴
=
3
2
3
=
25
3
2
=
3
125
3π +8
26. Find L.T. of π‘ erf 2 π‘
Ans.
27. Find L.T. of π‘πππ 3 π‘
Ans. .
28. Show that
∞
0
π‘π −6π‘ π½0 8π‘ ππ‘ =
3
500
where πΏ π½0 π‘
[N14/ElexExtcElectBiomInst/6M]
Solution:
By definition,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ = π‘ π½0 8π‘
∞ −π π‘
π π‘ π½0 8π‘ ππ‘ = πΏ π‘ π½0 8π‘
0
We have,
1
(given)
πΏ π½0 π‘ = 2
π +1
By change of scale property,
1
1
1
1
1
πΏ π½0 8π‘ = .
= . 2 = .
2
8
∴
∞
0
π
8
+1
8
8
π +64
64
8
π 2 +64
π −π π‘ π‘ π½0 8π‘ ππ‘ = πΏ π‘ π½0 8π‘
= −1
= −1
= −1
S.E/Paper Solutions
π
ππ
π
ππ
π
ππ
πΏ π½0 8π‘
1
π 2 +64
2
π + 64
19
1
2
−
=
3
π 2 π +4 2
9
π +6
2 π 2 π +9
1
=
π 2 +1
1
π 2 +64
3
2
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
= −1
∴
∞
0
π −π π‘ π‘ π½0 8π‘ ππ‘ =
Put π = 6,
∞
∴ 0 π −6π‘ π‘ π½0 8π‘ ππ‘ =
29. Evaluate
∞
π‘π −4π‘ π
0
−
π
π 2 +64
1
2
∴
∞
0
π
3
6
36+64
3
100
=
3
500
1
π 2 +1
1
3
π 2 +9
3
6
1000
=
1
π 2 +9
π −π π‘ π‘ π 3π‘ ππ‘ = πΏ π‘ π 3π‘
= −1
= −1
π
π −π π‘ π‘ π 3π‘ ππ‘ =
Put π = 4,
∞
∴ 0 π −4π‘ π‘ π 3π‘ ππ‘ =
πΏ π 3π‘
ππ
π
1
π 2 +9
2
ππ
π
π +9
ππ
= −1
∞
0
=
3
2
=
= .
π +9
9
= −1
∴
6
=
3
2
3π‘ ππ‘ if πΏ π π‘
+1
× 2π
3
2
[N13/Biot/6M]
Solution:
By definition,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ = π‘ π 3π‘
∞ −π π‘
π π‘ π 3π‘ ππ‘ = πΏ π‘ π 3π‘
0
We have,
1
πΏπ π‘ = 2
(given)
π +1
By change of scale property,
1
1
1
1
πΏ π 3π‘ = .
= . 2
2
3
3
−2
π 2 + 64
−
π
π 2 +9
2
3
2
=
= −1
S.E/Paper Solutions
3
3 π
πΏ
ππ 3
3
π
π
4
25
30. Find L.T. of π‘ 3 πππ π‘
[N14/AutoMechCivil/5M]
Solution:
πΏ π‘ 3 πππ π‘ = −1
π 2 + 9
πππ π‘
ππ 3 π 2 +1
20
3
2
=
3
−2
3
2
4
16+9
1
1
2
−
4
125
× 2π
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
= −1
= −1
= −1
=
=
=
=
=
=
π2
=
=
π 2 +1 1 −π 2π
ππ 2
π 2 +1
2
2
π +1−2π 2
π
π 2 +1
1−π 2
ππ 2
π2
ππ 2 π 2 +1
π 2 −1
2
2
2
ππ 2 π 2 +1 2
π π 2 +1 2 2π − π 2 −1 2 π 2 +1 2π
π 2 +1 4
π 2 +1 2π − π 2 −1 4π
ππ
π 2 +1
π
π 2 +1
ππ
4
2π 3 +2π −4π 3 +4π
π
ππ
π 2 +1
π 6π −2π 3
3
ππ π 2 +1 3
π 2 +1 3 6−6π 2 − 6π −2π 3 3 π 2 +1
π 2 +1 2
=
=
π2
6
6π 2 −6π 4 +6−6π 2 −36π 2 +12π 4
π 2 +1
4
6π 4 −36π 2 +6
π 2 +1 4
6 π 4 −6π 2 +1
4
31. Find Laplace of π‘ 5 πππ ππ‘
[N15/CompIT/5M]
Solution:
π π‘ +π −π‘
πΏ π‘ 5 πππ ππ‘ = πΏ π‘ 5
=
=
=
S.E/Paper Solutions
1
2
1
2
π‘ 5
πΏ π π‘ + π −π‘ π‘ 5
5!
2 π −1
5!
1
2
π −1
+
6
6
+
2π
π 2 +1 6
6−6π 2 − 6π −2π 3 6π
π 2 +1
π 2 +1
π 2 +1
2
5!
π +1
1
π +1
6
6
21
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
Type IV: Division by t
1.
π ππππ‘
Find Laplace transform of
[M18/AutoMechCivil/5M]
Solution:
πΏ
π ππππ‘
∞
πΏ π ππππ‘
π
∞ π
ππ
π π 2 +π
∞
−1 π
=
π‘
=
π‘
. Does Laplace transform of
πππ ππ‘
π‘
exist?
ππ
= tan
π π
π
= − tan−1
2
π
π
= cot −1
π
πππ ππ‘
∞
= π πΏ πππ ππ‘ ππ
π‘
∞ π
= π 2 ππ
π +π
∞
1
2
2
π
πΏ
=
2
1
log π + π
π
2
= πππ∞ − log π + π2
2
= ππππ πππ‘ ππ₯ππ π‘
2.
π ππ π2π‘
Find L.T. of
π‘
[N17/Extc/4M][M18/Extc/4M]
Solution:
πΏ
π ππ π2π‘
π‘
∞
πΏ π πππ2π‘ ππ
π
∞ 2
ππ
π π 2 −4
1
π −2 ∞
=
=
= 2×
log
2 2
1
1
π +2 π
π −2
= log 1 − log
2
1
2
π −2
2
π +2
π +2
= − log
1
= log
2
3.
Find L.T. of
4.
Find L.T. of
5.
Find L.T. of
6.
Find L.T. of
π +2
π −2
π −4π‘ π ππ 3π‘
π‘
π −2π‘ πππ 2π‘π ππ 3π‘
π‘
πππ π2π‘ π ππ 2π‘
π‘
π −2π‘ π ππ 2π‘ πππ ππ‘
S.E/Paper Solutions
π‘
Ans. cot −1
Ans.
Ans.
22
π +4
3
−1 π +2
−1
cot
+ cot
π +2
2
5
1
π −2
π +2
Ans. cot −1
+ cot −1
2
2
2
1
π +1
π +3
π − tan−1
− tan−1
2
2
2
1
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
7.
∞ π−
2π‘ π ππ ππ‘π πππ‘
Solve 0
ππ‘
π‘
[M16/AutoMechCivil/6M] [M19/Elex/5M][M19/Elect/6M]
Solution:
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ =
π ππ ππ‘ π πππ‘
π‘
∞ −π π‘ π ππ ππ‘ π πππ‘
π
0
π‘
∞ −π π‘ π ππ ππ‘ π πππ‘
π
0
π‘
∞ −π π‘ π ππ ππ‘ π πππ‘
π
0
π‘
π ππ ππ‘ π πππ‘
ππ‘ = πΏ
π‘
π π‘ −π −π‘
ππ‘ = πΏ
1
ππ‘ = πΏ
2
.
π πππ‘
2
π‘
π‘ π πππ‘
π
−
π‘
π −π‘
π πππ‘
π‘
We have,
∞
∞ 1
π
πΏ π πππ‘ ππ = π 2 ππ = [tan−1 π ]∞
= − tan−1
π
π
π‘
π +1
2
∞ −π π‘ π ππ ππ‘ π πππ‘
π
1 π
−1
−1
∴ 0 π
ππ‘ =
− tan π − 1 − + tan π + 1
π‘
2
2 2
∞ −π π‘ π ππ ππ‘ π πππ‘
1
−1
−1
ππ‘ = tan π + 1 − tan π − 1
π
0
2
π‘
∞ −π π‘ π ππ ππ‘ π πππ‘
π +1 − π −1
1
ππ‘ = tan−1
π
0
1+ π +1 π −1
2
π‘
∞ −π π‘ π ππ ππ‘ π πππ‘
2
1
1
−1
−1 2
π
ππ‘
tan
=
tan
=
2
0
π‘
1+π −1
2
π 2
2
πΏ
π πππ‘
=
Put π = 2,
∞ − 2π‘ π ππ ππ‘ π πππ‘
π
0
π‘
8.
Prove that
2
1
ππ‘ = tan−1
2
∞ π ππ 2π‘+π ππ 3π‘
0
π‘π π‘
ππ‘ =
2
2
1
1 π
π
2
2 4
8
= tan−1 (1) = . =
3π
4
[M14/ChemBiot/6M][M18/Comp/6M][N18/Elex/5M]
Solution:
By definition of L.T.,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ =
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
π ππ 2π‘+π ππ 3π‘
π‘
π ππ 2π‘+π ππ 3π‘
π‘
π ππ 2π‘+π ππ 3π‘
π‘
π ππ 2π‘+π ππ 3π‘
π‘
π ππ 2π‘+π ππ 3π‘
π‘
π ππ 2π‘+π ππ 3π‘
π‘
π ππ 2π‘+π ππ 3π‘
S.E/Paper Solutions
π‘
ππ‘ = πΏ
ππ‘ =
ππ‘ =
ππ‘ =
π ππ 2π‘+π ππ 3π‘
π‘
∞
πΏ π ππ2π‘ + π ππ3π‘ ππ
π
∞ 2
3
+
ππ
2
2
π π +4
π +9
π
π ∞
tan−1 + tan−1
2
3 π
π
π
−1 π
−1 π
ππ‘ = − tan
2
ππ‘ = π −
+ − tan
2
2
3
−1 π
−1 π
tan
+ tan
2
3
23
π
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
∞ −π π‘ π ππ 2π‘+π ππ 3π‘
π
ππ‘
0
π‘
π π
+
2 3
π π
1−2 .3
−1
= π − tan
Put π = 1,
∞ −π‘ π ππ 2π‘+π ππ 3π‘
π
ππ‘
0
π‘
= π − tan
−1
1 1
+
2 3
1
1−6
= π − tan−1 1
π
=π−
=
9.
π πππ‘
3π
4
4
Find L.T. of
π‘
[M15/CompIT/5M]
Solution:
πΏ
π πππ‘
π‘
=
∞
πΏ π πππ‘
π
∞ 1
ππ
π π 2 +1
tan−1 π ∞
π
π
−1
=
=
= − tan
2
= cot −1 π
ππ
π
1
10. Find the L.T. of π −π‘ π πππ‘
π‘
[N17/Comp/5M]
Solution:
πΏ
π πππ‘
π‘
=
∞
πΏ π πππ‘
π
∞ 1
ππ
π π 2 +1
tan−1 π ∞
π
π
−1
ππ
=
=
= − tan π
2
= cot −1 π
π πππ‘
∴ πΏ π −π‘
= cot −1 (π + 1)
π‘
∞
11. Evaluate using L.T.: 0 π −2π‘ π ππππ‘
[M16/ElexExctElectBiomInst/5M]
Solution:
By definition of L.T.,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ =
π ππ ππ‘ π πππ‘
π‘
∞ −π π‘ π ππ ππ‘ π πππ‘
π
0
π‘
S.E/Paper Solutions
ππ‘ = πΏ
π ππ ππ‘ π πππ‘
π‘
24
π πππ‘
π‘
ππ‘
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
∞ −π π‘ π ππ ππ‘ π πππ‘
π
0
π‘
∞ −π π‘ π ππ ππ‘ π πππ‘
π
0
π‘
We
have,
π π‘ −π −π‘
ππ‘ = πΏ
1
ππ‘ = πΏ
2
π πππ‘
πΏ
=
π‘
tan−1 π
∞
π ππ ππ‘ π πππ‘
1
∴ 0 π −π π‘
ππ‘ =
π‘
∞ −π π‘ π ππ ππ‘ π πππ‘
π
0
π‘
∞ −π π‘ π ππ ππ‘ π πππ‘
π
0
π‘
∞ −π π‘ π ππ ππ‘ π πππ‘
π
0
π‘
ππ‘ =
2
π‘
π‘ π πππ‘
π
−
π‘
∞
πΏ π πππ‘
π
π
2 2
1
tan
2
1
π πππ‘
.
ππ‘ = tan
π πππ‘
π‘
ππ =
∞ 1
ππ
π π 2 +1
= [tan−1 π ]∞
π =
π
− tan−1 π − 1 − + tan−1 π + 1
2
−1
ππ‘ = tan−1
2
1
π −π‘
−1
2
−1
π + 1 − tan
π −1
π +1 − π −1
1+ π +1 π −1
2
1
2
1+π 2 −1
π 2
= tan−1
2
Put π = 2,
∞ −2π‘ π ππ ππ‘ π πππ‘
π
0
π‘
1
ππ‘ = tan−1
2
2
2
2
1
1
2
2
= tan−1
∞ π −2π‘ πππ 2π‘π ππ 3π‘
12. Evaluate 0
ππ‘
π‘
[N15/AutoMechCivil/6M]
Solution:
By definition of L.T.,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ =
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
πππ 2π‘ π ππ 3π‘
π‘
πππ 2π‘ π ππ 3π‘
π‘
πππ 2π‘ π ππ 3π‘
π‘
πππ 2π‘ π ππ 3π‘
π‘
πππ 2π‘ π ππ 3π‘
π‘
πππ 2π‘ π ππ 3π‘
π‘
πππ 2π‘ π ππ 3π‘
π‘
πππ 2π‘ π ππ 3π‘
π‘
πππ 2π‘ π ππ 3π‘
π‘
πππ 2π‘ π ππ 3π‘
ππ‘ = πΏ
ππ‘ =
ππ‘ =
ππ‘ =
ππ‘ =
ππ‘ =
ππ‘ =
ππ‘ =
ππ‘ =
π‘
∞ −π π‘ πππ 2π‘ π ππ 3π‘
π
ππ‘
0
π‘
=
πππ 2π‘ π ππ 3π‘
π‘
∞
πΏ πππ 2π‘ π ππ3π‘ ππ
π
1 ∞
πΏ 2πππ 2π‘ π ππ3π‘ ππ
2 π
1 ∞
πΏ π ππ5π‘ − sinβ‘
(−π‘) ππ
2 π
1 ∞
πΏ π ππ5π‘ + sinβ‘
(π‘) ππ
2 π
1 ∞
5
1
+
ππ
2 π π 2 +25
π 2 +1
∞
1
−1 π
−1
tan
+ tan
2
1 π
2
1
2
1
2
π
5
π
π
−1 π
− tan
+ − tan−1
2
5
2
−1 π
π − tan
+ tan−1 π
5
π
+π
−1 5
π − tan
π
1−5 .π
π
Put π = 2,
∞ −2π‘ πππ 2π‘ π ππ 3π‘
π
ππ‘
0
π‘
S.E/Paper Solutions
=
1
2
−1
π − tan
25
2
+2
5
4
1−5
=
1
2
π − tan−1 12
π
2
−
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
πππ ππ‘ −πππ ππ‘
13. Find L.T. of
π‘
π −ππ‘ −πππ ππ‘
14. Find L.T. of
1
π 2 +π 2
2
π 2 +π 2
π 2 +π 2
Ans. log
Ans. log
π‘
sin 2 2π‘
π +π
15. Find L.T. of
π‘
[M16/AutoMechCivil/5M]
Solution:
πΏ
sin 2 2 π‘
π‘
=
=
=
=
=
∞
πΏ sin2 2π‘ ππ
π
∞
1−πππ 4π‘
πΏ
ππ
π
2
1 ∞1
π
−
ππ
2
2 π π
π +16
1
1
2
ππππ − log π + 16
2
1
2
π 2
log
4
1
π 2 +16
π 2 +16
= log
π
π
π 2
4
16. Find L.T. of π −3π‘
∞
∞
1−πππ 3π‘
1
π 2 +6π +18
2
π 2 +6π +9
Ans. log
π‘
π πππ‘ π ππ 5π‘
17. Find L.T. of
π‘
[M19/Extc/4M]
Solution:
πΏ
π πππ‘π ππ 5π‘
π‘
1
2π πππ‘π ππ 5π‘
2
1
π‘
cos −4π‘ −πππ 6π‘
2
1
π‘
πππ 4π‘−πππ 6π‘
= πΏ
= πΏ
= πΏ
=
=
=
=
=
2
1
2
1
2
1
π‘
∞
πΏ πππ 4π‘ − πππ 6π‘
π
∞
π
π
− 2
ππ
π π 2 +16
π +36
1
1
2
2 2
1
4
1
4
1
log π + 16 − log π 2 + 36
log
π 2 +16
4
18. Use L.T. to show that
2
∞
∞
π
π 2 +36 π
π 2 +16
0 − log
= log
S.E/Paper Solutions
ππ
π 2 +36
π 2 +36
π 2 +16
∞ −π‘
π
0
πππ ππ‘ −πππ ππ‘
π‘
26
1
π 2 +1
2
π 2 +1
ππ‘ = πππ
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
πππ ππ‘ −πππ ππ‘
19. Find L.T. of
π‘
[N13/ElexExtcElectBiomInst/4M]
Solution:
πΏ
πππ ππ‘ −πππ ππ‘
=
π‘
=
=
=
=
∞
πΏ πππ ππ‘ − πππ ππ‘ ππ
π
∞
π
π
−
ππ
2
2
2
π π +π
π +π 2
1
1
log π 2 + π2 − log π 2
2
2
∞
2
2
1
π +π
2
1
2
1
log
2
20. Evaluate using L.T.:
∞
0
∞
π
π 2 +π 2 π
π 2 +π 2
0 − log
= log
+ π2
π 2 +π 2
π 2 +π 2
π 2 +π 2
πππ 3π‘−πππ 2π‘
π −π‘
π‘
ππ‘
[N15/ElexExctElectBiomInst][N17/IT/6M]
Solution:
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ =
πππ 3π‘−πππ 2π‘
π‘
∞ −π π‘ πππ 3π‘−πππ 2π‘
ππ‘
π
0
π‘
πππ 3π‘−πππ 2π‘
=πΏ
=
=
=
π‘
∞
πΏ πππ 3π‘ − πππ 2π‘
π
∞ π
π
− 2 ππ
π π 2 +9
π +4
1
1
2
2
1
ππ
log π + 9 − log π 2 + 4
2
= log
2
π 2 +4
π 2 +9
Put π = 1,
∞ −π‘
π
0
πππ 3π‘−πππ 2π‘
π‘
1
5
2
10
ππ‘ = πππ
1
1
2
2
= log
∞ πππ 6π‘−πππ 4π‘
21. Evaluate using L.T.: 0
ππ‘
π‘
[M14/ElexExtcElectBiomInst/5M]
Solution:
By definition of L.T.,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ =
πππ 6π‘−πππ 4π‘
π‘
∞ −π π‘ πππ 6π‘−πππ 4π‘
π
ππ‘
0
π‘
=πΏ
=
S.E/Paper Solutions
πππ 6π‘−πππ 4π‘
∞
πΏ
π
π‘
πππ 6π‘ − πππ 4π‘ ππ
27
∞
π
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
∞ π
π
−
ππ
2
2
π π +36
π +16
1
1
2
=
=
2
1
log π + 36 − log π 2 + 16
2
π 2 +16
= log
∞
π
π 2 +36
2
Put π = 0,
∞ πππ 6π‘−πππ 4π‘
ππ‘
0
π‘
1
16
2
36
= πππ
= πππ
∞ πππ ππ‘ −πππ ππ‘
22. Evaluate using L.T.: 0
[M14/AutoMechCivil/6M]
Solution:
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ =
π‘
4
6
= log
2
3
ππ‘
πππ ππ‘ −πππ ππ‘
∞ −π π‘ πππ ππ‘ −πππ ππ‘
π
0
π‘
π‘
ππ‘ = πΏ
=
=
=
πππ ππ‘ −πππ ππ‘
π‘
∞
πΏ πππ ππ‘ − πππ ππ‘
π
∞ π
π
− 2 2 ππ
π π 2 +π 2
π +π
1
1
2
2
2
1
log π + π
= log
2
ππ
2
− log π + π
2
2
π 2 +π 2
∞
π
π 2 +π 2
Put π = 0,
∞ πππ ππ‘ −πππ ππ‘
0
π‘
1
π2
2
π2
ππ‘ = πππ
= πππ
π
π
∞ πππ 4π‘−πππ 3π‘
ππ‘
0
π‘
∞ −3π‘ πππ 7π‘−πππ 11π‘
π
ππ‘
0
π‘
Ans. log
23. Evaluate using L.T.:
24. Evaluate
3
4
[M19/IT/6M]
Solution:
By definition of L.T.,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ =
πππ 7π‘−πππ 11π‘
π‘
∞ −π π‘ πππ 7π‘−πππ 11π‘
π
ππ‘
0
π‘
=πΏ
=
=
=
πππ 7π‘−πππ 11π‘
π‘
∞
πΏ πππ 7π‘ − πππ 11π‘
π
∞ π
π
−
ππ
2
2
π π +49
π +121
1
1
2
2
1
log π + 49 − log π 2 + 121
= log
2
S.E/Paper Solutions
ππ
2
π 2 +121
π 2 +49
28
∞
π
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
Put π = 3,
∞ −3π‘ πππ 7π‘−πππ 11π‘
π
0
π‘
1
130
2
58
ππ‘ = log
1
65
2
29
= log
1−πππ π‘
25. Find L.T. of
[N18/IT/4M]
Solution:
πΏ
1−πππ π‘
π‘
=
=
=
=
π‘
∞
πΏ 1 − πππ π‘ ππ
π
∞1
π
− 2 ππ
π π
π +1
1
ππππ − log π 2 +
2
∞
1
π 2
2
1
log
π 2 +1
π 2 +1
= log
1
∞
π
π
π 2
2
sin 2 π‘
∞
26. Evaluate using L.T.: 0 π −π‘
ππ‘
π‘
[N13/AutoMechCivil/6M][N14/AutoMechCivil/6M]
[M15/ChemBiot/6M][N17/Comp/6M][M18/Elect/6M]
[N18/AutoMechCivil/6M]
Solution:
By definition of L.T.,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ =
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
sin 2 π‘
sin 2 π‘
π‘
sin 2 π‘
π‘
sin 2 π‘
π‘
si n 2 π‘
π‘
ππ‘ =
ππ‘ =
ππ‘ =
π‘
∞ −π π‘ sin 2 π‘
π
ππ‘
0
π‘
∞ −π π‘ sin 2 π‘
π
ππ‘
0
π‘
=
sin 2 π‘
∞
πΏ sin2
π
π‘
∞
1−πππ 2π‘
ππ
πΏ
π
2
π
1 ∞1
− 2 ππ
π
2
π
π +4
1
1
2
ππ‘ = πΏ
2
1
4
1
=
ππππ − log π + 4
2
log
= log
4
π 2
∞
π 2 +4
π 2 +4
π
π 2
Put π = 1,
∞ −π‘ sin 2 π‘
π
ππ‘
0
π‘
1
= πππ5
4
27. Evaluate using L.T.:
[N18/Comp/4M]
S.E/Paper Solutions
π‘ ππ
∞ π −π‘ −π −2π‘
0
π‘
ππ‘
29
∞
π
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
Solution:
By definition of L.T.,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ =
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
∞ −π π‘
π
0
π −π‘ −π −2π‘
π‘
π −π‘ −π −2π‘
π‘
π −π‘ −π −2π‘
π‘
π −π‘ −π −2π‘
π‘
π −π‘ −π −2π‘
π‘
π −π‘ −π −2π‘
π‘
π −π‘ −π −2π‘
ππ‘ = πΏ
ππ‘ =
=
π‘
∞ 1
π π +1
−
1
π +2
∞
π
πΏ π −π‘ − π −2π‘ ππ
ππ
ππ‘ = log π + 1 − log π + 2
ππ‘ = log
ππ‘ = log
π +1
∞
π +2
π +2
π
∞
π
π +1
Put π = 0,
∞ π −π‘ −π −2π‘
0
π‘
ππ‘ = πππ2
∞ π −π‘ −πππ π‘
28. Evaluate 0
π‘ π 4π‘
[M19/Comp/6M]
Solution:
∞
ππ‘
π −π‘ −πππ π‘
We have, 0 π −4π‘ .
π‘
By definition of L.T.,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ =
ππ‘
π −π‘ −πππ π‘
π‘
∞ −π π‘ π −π‘ −πππ π‘
π
0
π‘
ππ‘ = πΏ
=
=
=
π −π‘ −πππ π‘
π‘
∞
−π‘
πΏ
π
− πππ π‘ ππ
π
∞ 1
π
−
. ππ
2
π π +1
π +1
1
log π + 1 − log π 2
2
= log π + 1 − log
= log
= log
∞
π +1
π 2 +1 π
π 2 +1
π +1
Put π = 4,
∞ −4π‘ π −π‘ −πππ π‘
π .
0
π‘
S.E/Paper Solutions
ππ‘ = log
17
5
30
+1
π 2 + 1
∞
π
∞
π
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
Type V: Laplace Transform of Derivatives
1.
Find L.T. of
π
π πππ‘
ππ‘
π‘
[N13/ElexExtcElectBiomInst/4M]
Solution:
π πππ‘
Let π π‘ =
π‘
π πππ‘
∴ π 0 = limπ‘→0
And,
πΏπ π‘
=πΏ
∴πΉ π =
=
=1
π‘
π πππ‘
π‘
∞
πΏ
π πππ‘
π
∞ 1
ππ
π π 2 +1
tan−1 π ∞
π
π
−1
=
= − tan
2
= cot −1 π
ππ
π
Now,
πΏ
2.
π
π πππ‘
ππ‘
π‘
Find L.T. of
π
=πΏ
π π‘
ππ‘
= πΏ π′ π‘
=π πΉ π −π 0
= π . cot −1 π – π 0
= π cot −1 π − 1
π
1−πππ 2π‘
ππ‘
π‘
[N14/ElexExtcElectBiomInst/4M]
Solution:
1−πππ 2π‘
Let π π‘ =
π‘
∴ π 0 = limπ‘→0
= limπ‘→0
= 2π ππ0
∴π 0 =0
And,
πΏπ π‘
=πΏ
∴πΉ π =
=
1−πππ 2π‘ 0
π‘
2π ππ 2π‘
0
1
1−πππ 2π‘
∞
πΏ
π
∞1
π π
π‘
1 − πππ 2π‘ ππ
−
π
π 2 +4
1
ππ
= ππππ − log π 2 + 4
2
S.E/Paper Solutions
∞
π
31
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
=
1
log
2
1
= log
π 2
∞
π 2 +4
π 2 +4
π
π 2
2
Now,
πΏ
π
1−πππ 2π‘
ππ‘
π‘
=πΏ
π
π π‘
=πΏ π π‘
=π πΉ π −π 0
ππ‘
′
π
= log
π 2 +4
2
= π log
π
π 2
π 2 +4
–π 0
π
π ππ 3π‘π πππ‘
Find L.T. of
4.
Find L.T. of
ππ‘
π‘
[M14/ElexExtcElectBiomInst/4M][N17/IT/5M]
Solution:
ππ‘
π‘
π π ππ 3π‘
π ππ 3π‘
Let π π‘ =
π‘
∴ π 0 = limπ‘→0
= limπ‘→0
= 3πππ 0
∴π 0 =3
And,
πΏπ π‘
=πΏ
π ππ 3π‘ 0
π‘
0
3πππ 3π‘
1
π ππ 3π‘
π‘
∞
πΏ π ππ3π‘
π
∞ 3
ππ
π π 2 +9
∞
−1 π
∴πΉ π =
=
ππ
= tan
=
3 π
π
− tan−1
2
3
−1 π
π
= cot
3
Now,
πΏ
π
π ππ 3π‘
ππ‘
π‘
=πΏ
π
ππ‘
′
π π‘
=πΏ π π‘
=π πΉ π −π 0
π
= π . cot −1 – π 0
=
S.E/Paper Solutions
π
π 2 +16
2
π 2 +4
Ans. log
3.
3
−1 π
π πππ‘
3
−3
32
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
5.
π
π ππ 4π‘
Find L.T. of
ππ‘
π‘
[N17/Elect/5M]
Solution:
π ππ 4π‘
Let π π‘ =
π‘
∴ π 0 = limπ‘→0
= limπ‘→0
= 4πππ 0
∴π 0 =4
And,
πΏπ π‘
=πΏ
π ππ 4π‘ 0
π‘
0
4πππ 4π‘
1
π ππ 4π‘
π‘
∞
πΏ π ππ4π‘
π
∞ 4
ππ
π π 2 +16
∞
−1 π
∴πΉ π =
=
ππ
= tan
=
4 π
π
− tan−1
2
4
−1 π
π
= cot
4
Now,
πΏ
π
π ππ 4π‘
ππ‘
π‘
π
=πΏ
ππ‘
′
π π‘
=πΏ π π‘
=π πΉ π −π 0
π
= π . cot −1 – π 0
=
6.
Find L.T. of
4
−1 π
π πππ‘
4
π
sin 2 π‘
ππ‘
π‘
−4
[M19/IT/5M]
Solution:
Let π π‘ =
sin 2 π‘
=
π‘
∴ π 0 = limπ‘→0
= limπ‘→0
= π ππ0
∴π 0 =0
And,
πΏπ π‘
=πΏ
S.E/Paper Solutions
1−πππ 2π‘
2π‘
1−πππ 2π‘ 0
2π‘
2π ππ 2π‘
0
2
1−πππ 2π‘
2π‘
33
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
∴πΉ π =
=
=
=
∞
πΏ
2 π
1 ∞1
2 π π
1
1
2
1
4
1
1 − πππ 2π‘ ππ
π
−
π 2 +4
ππ
1
ππππ − log π 2 + 4
2
log
= log
π 2
∞
π 2 +4
π 2 +4
π
∞
π
π 2
4
Now,
πΏ
π
sin 2 π‘
ππ‘
π‘
=πΏ
π
ππ‘
π π‘
= πΏ π′ π‘
=π πΉ π −π 0
π
π 2 +4
4
π 2
= log
π
π 2 +4
4
π 2
– 0 = log
Type VI: Laplace Transform of Integrals
π‘
π’πππ ππ’ππ’
0
π‘ −2π‘
π
cos 2 π‘ ππ‘
0
π‘
π’π −2π’ π ππ3π’ππ’
0
π‘ π‘ π‘
π‘ π πππ‘ ππ‘ 3
0 0 0
1.
Find L.T. of
2.
Find L.T. of
3.
Find L.T. of
4.
Find L.T. of
[M18/IT/4M]
Solution:
πΏ
π‘ π‘ π‘
0 0 0
π‘π πππ‘ ππ‘
3
=
=
1
π 3
1
π 3
=−
=−
=
5.
Ans.
Ans.
πΏ π‘π πππ‘
π
. −1
ππ
1
1 π
πΏ π πππ‘
π 3 ππ π 2 +1
1 π 2 +1 [0]−1[2π ]
π 3
2
π 2 +1
π 2 π 2 +1
2
2
1
π
πΏ π‘. π −3π‘ . π πππ‘
π +1
S.E/Paper Solutions
34
2
1
π +2
+ .
2 π
2π π +2
3 2π +4
1
π
π‘
π‘
π π 2 −1
1
Ans. .
Find L.T. of 0 π’. π −3π’ . π ππ π’ ππ’
[N18/AutoMechCivil/5M]
Solution:
πΏ 0 π’. π −3π’ . π πππ’ ππ’ =
We have,
1
πΏ π πππ‘ = 2
π 2 +1
π 2 +4π +13
2
π 2 +4π +8
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
π
πΏ π‘π πππ‘ = −1
= −1
1
ππ π 2 +1
π 2 +1 [0]−1[2π ]
= −1
∴ πΏ{π‘π πππ‘} =
πΏ π πππ‘
ππ
π
π 2 +1
2π
π 2 +1
2
2 π +3
∴ πΏ π −3π‘ π‘ π πππ‘ =
6.
ππ’ =
2 π +3
=
π 2 +6π +10 2
2 π +3
π
π 2 +6π +10 2
π‘
Find L.T. of 0 π’. π −3π’ . cos 2 2 π’ ππ’
[M16/ElexExctElectBiomInst/4M]
Solution:
πΏ cos 2 2π‘ = πΏ
1+πππ 4π‘
2
2
πΏ π‘ cos 2π‘ = −1
= −
= −
=
2
2
1
1
1
2
π 2
1
+
+
+
2
π
1
+
π 2 +16 1 −π 2π
π 2 +16 2
2
−π +16
2
π +3 2 −16
+
2
2
2
π +3 2 +16
π 2 +6π −7
2
π 2 +6π +25
1 1
1
2
+
= .
π 2
π +3
+
2
π 2 +6π −7
π 2 +6π +25
π‘
Find L.T. of 0 π’. π −3π’ . π ππ 4π’ ππ’
[N13/ElexExtcElectBiomInst/5M]
Solution:
π‘
πΏ 0 π’. π −3π’ . π ππ4π’ ππ’ =
We have,
4
πΏ π ππ4π‘ = 2
πΏ π‘π ππ4π‘ = −1
= −1
= −4
S.E/Paper Solutions
π
ππ
π
π
π 2 +16
π
π 2 +16
1
π +3
π‘
π’. π −3π’ . cos 2 2 π’ ππ’
0
π +16
2 π
+
π 2 +16
π 2
π 2 +16
2
π −16
2 π +3
1
1
2
1 1
πΏ cos 2π‘
−
2
πΏ 1 + πππ 4π‘ =
2
−
=
πΏ
π
ππ 2 π
1
1
πΏ π −3π‘ π‘ cos 2 2π‘ =
1
=
ππ
π 1 1
= −1
7.
2 +1 2
π +3
π‘
π’. π −3π’ . π πππ’
0
∴πΏ
2
1
π
πΏ π‘. π −3π‘ . π ππ4π‘
πΏ π ππ4π‘
4
ππ
π
π 2 +16
ππ
π 2 +16
1
35
2
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
π 2 +16 [0]−1[2π ]
= −4
∴ πΏ{π‘π ππ4π‘} =
π 2 +16
∴ πΏ π −3π‘ π‘ π ππ4π‘ =
∴πΏ
8.
9.
10.
π 2 +16
8π
2
2
8 π +3
π +3
π‘
−3π’
π’. π
. π ππ4π’ ππ’
0
2 +16 2
=
=
8 π +3
π 2 +6π +25 2
8 π +3
π π 2 +6π +25
π‘ −1 −π’
π’ π π πππ’ ππ’
0
π‘ 1−π −ππ’
Find L.T. of 0
ππ’
π’
∞
π‘ π πππ’
Evaluate using L.T.: 0 π −π‘ 0
π’
2
1
Ans. cot −1 π + 1
Find L.T. of
π
1
π +π
π
π
Ans. log
ππ’ ππ‘
[N14/ChemBiot/6M][N15/ChemBiot/6M]
Solution:
By definition of L.T.,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
π‘ π πππ’
ππ’
0 π’
∞ −π π‘ π‘ π πππ’
π
ππ’ ππ‘
0 π’
0
Put π π‘ =
=πΏ
=
=
=
=
=
=
1
πΏ
π‘ π πππ’
0 π’
π πππ‘
ππ’
π‘
∞
πΏ π πππ‘ ππ
π π
1 ∞ 1
ππ
π π π 2 +1
1
tan−1 π ∞
π
π
1 π
− tan−1 π
π 2
1
cot −1 π
π
π
1
Put π = 1,
∞ −π‘ π‘ π πππ’
π
1
π
ππ’ ππ‘ = cot −1 1 =
0
0
π’
11. Find L.T. of
12. Find L.T. of
13. Find L.T. of
1
4
π‘ π πππ’
ππ’
0 π’
π‘ π’ π ππ 4π’
π
ππ’
0
π’
π‘
π −2π‘ 0 π‘πππ 3π‘ππ‘
π‘
πππ ππ‘ 0 π π₯ π ππππ₯ππ₯
1
Ans. cot −1 π
π
1
Ans. cot −1
π
Ans.
14. Find L.T. of
[N15/ElexExtcElectBiomInst/4M]
Solution:
1
πΏ π ππππ‘ = 2
π −1
S.E/Paper Solutions
36
1
π +2
.
π −1
4
π 2 +4π −5
π 2 +4π +13
2
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
πΏ π π‘ π ππππ‘ =
πΏ
πΏ
1
2 −1
=
1
π −1
π‘ π₯
1
1
π π ππππ₯ππ₯ = .
0
π π π −2
π‘ π₯
πππ ππ‘ 0 π π ππππ₯ππ₯ = πΏ
1
=
2
1
=
=
=
1
π π −2
1
π 2 π −2
π‘
π +π −π‘
πΏ
= πΏ
∞
=
π 2 −2π
2
1
π‘ π₯
π π ππππ₯ππ₯
0
2
π‘
π π‘ + π −π‘ 0 π π₯ π ππππ₯ππ₯
π‘
π‘
π π‘ 0 π π₯ π ππππ₯ππ₯ + π −π‘ 0 π π₯ π ππππ₯ππ₯
1
1
2
1
π −1
2
π −1
2
π −1−2
1
2
+
+
π −3
2
π +1
1
π +1
2
π +1−2
π −1
π‘
15. Evaluate using L.T.: 0 π −π‘ 0 π’4 π ππππ’πππ ππ’ππ’ ππ‘
[N18/IT/4M][N18/Elect/6M]
Solution:
By definition of L.T.,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
π‘ 4
π’ π ππππ’πππ ππ’ππ’
0
∞ −π π‘ π‘ 4
π
π’ π ππππ’πππ ππ’ππ’ ππ‘
0
0
Put π π‘ =
=πΏ
=
1
π
1
π‘ 4
π’ π ππππ’πππ ππ’ππ’
0
4
πΏ π‘ π ππππ‘ πππ ππ‘
= πΏ π‘4
=
=
=
π
1
4π
1
4π
1
4π
π π‘ −π −π‘
4
πΏ π‘ π
2
2π‘
π π‘ +π −π‘
2
−π
−2π‘
πΏ π 2π‘ π‘ 4 − π −2π‘ π‘ 4
4!
π −2
5
−
4!
π +2
5
Put π = 1,
∞ −π‘
π
0
π‘
0
π’4 π ππππ’πππ ππ’ππ’ ππ‘ =
π‘ π ππ π’
16. Find L.T. of π −π‘ 0
ππ’
π’
[M15/ElexExtcElectBiomInst/4M]
Solution:
We have,
1
πΏ π πππ‘ = 2
πΏ
π πππ‘
π‘
=
=
=
π +1
∞
πΏ π πππ‘ ππ
π
∞ 1
ππ
π π 2 +1
tan−1 π ∞
π
S.E/Paper Solutions
37
1 4!
4 −1
−
4!
35
=−
488
81
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
π
=
πΏ
πΏ
2
π‘ π πππ’
ππ’
0 π’
π‘ π πππ’
π −π‘ 0
π’
− tan−1 π = cot −1 π
=
1
π πππ‘
πΏ
π
ππ’ =
1
1
= cot −1 π
π‘
π +1
cot
π
−1
(π + 1)
π‘
17. Find L.T. of π −3π‘ 0 π’π ππ3π’ππ’
[N14/ElexExtcElectBiomInst/4M]
Solution:
We have,
3
πΏ π ππ3π‘ = 2
π +9
πΏ π‘π ππ3π‘ = −1
= −1
= −3
= −3
∴ πΏ{π‘π ππ3π‘} =
∴πΏ
∴πΏ
π
1
ππ π 2 +9
π 2 +9 [0]−1[2π ]
π 2 +9
6π
π 2 +9
πΏ π‘π ππ4π‘ = −1
π‘
π‘
0
= −1
= −4
= −4
∴ πΏ{π‘π ππ4π‘} =
π
ππ
π
2
2
π‘
1
π’π ππ3π’ππ’ =
0
π
−3π‘ π‘
π
π’π ππ3π’ππ’
0
π +16
∴πΏ
3
π 2 +9
ππ
π
18. Find the L.T. of π −3π‘
[N18/Comp/4M]
Solution:
We have,
4
πΏ π ππ4π‘ = 2
∴πΏ
πΏ π ππ3π‘
ππ
π
πΏ π‘π ππ3π‘ =
=
6
π +3
2 +9 2
1
π
.
=
6π
π 2 +9 2
=
6
π 2 +9 2
6
π 2 +6π +18 2
π ππ4π‘ ππ‘
πΏ π ππ4π‘
4
ππ π 2 +16
1
π
ππ π 2 +16
π 2 +16 [0]−1[2π ]
8π
π 2 +16
2
π 2 +16 2
π‘
1
1
8π
8
π‘π ππ4π‘ππ‘
=
πΏ
π‘π ππ4π‘
=
.
=
2
2
2
0
π
π
π +16
π +16
π‘
8
8
π −3π‘ 0 π‘ π ππ4π‘ ππ‘ =
= 2
π +3 2 +16 2
π +6π +25 2
S.E/Paper Solutions
38
2
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
π‘
π’
0
19. Find the L.T. of π −π‘
[M17/CompIT/5M]
Solution:
We have,
π
πΏ πππ 2π‘ = 2
π +4
πΏ π‘πππ 2π‘ = −1
= −1
∴πΏ
π‘
π’
0
∴ πΏ π −π‘
πΏ πππ 2π‘
ππ
π
π
ππ π 2 +4
π 2 +4 1 −π 2π
= −1
∴ πΏ{π‘πππ 2π‘} =
π
π 2 +4
π 2 − 4
π 2 +4
2
2
πππ 2π’ππ’ =
π‘
π’
0
πππ 2π’ ππ’
1
1
πΏ π‘πππ 2π‘ =
π
πππ 2π’ππ’ =
π +1
2 −4
π
(π +1) π +1 2 +4
π 2 − 4
.
π 2 +4
2
=
2
π 2 +2π −3
(π +1) π 2 +2π +5
π‘
2
20. Find L.T. of π −4π‘ 0 π’ π ππ3π’ππ’
[M15/AutoMechCivil/6M][N16/AutoMechCivil/4M][N17/Elex/5M]
[M18/Elex/6M]
Solution:
We have,
3
πΏ π ππ3π‘ = 2
π +9
π
πΏ π‘π ππ3π‘ = −1
= −1
ππ π 2 +9
π 2 +9 [0]−1[2π ]
= −3
∴πΏ
∴πΏ
3
ππ π 2 +9
π
1
= −3
∴ πΏ{π‘π ππ3π‘} =
πΏ π ππ3π‘
ππ
π
π 2 +9
6π
π 2 +9
2
π‘
1
π’π ππ3π’ππ’
=
0
π
π‘
π −4π‘ 0 π’π ππ3π’ππ’
21. Find L.T. of π −2π‘
[N18/Extc/6M]
Solution:
We have,
π
πΏ πππ 4π‘ = 2
π‘
π’
0
2
πΏ π‘π ππ3π‘ =
=
6
π +4
2 +9 2
π 3π’ πππ 4π’ ππ’
π +16
S.E/Paper Solutions
39
1
π
.
=
6π
π 2 +9 2
=
6
π 2 +9 2
6
π 2 +8π +25 2
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
π
πΏ π‘πππ 4π‘ = −1
= −1
π‘
π’
0
π 2 +16
π 2 − 16
π −3 2 +16
1
π 3π’ πππ 4π’ ππ’ =
π‘
π’
0
∴ πΏ π −2π‘
2
π 2 +16 2
π −3 2 −16
∴ πΏ π‘π 3π‘ πππ 4π‘ =
∴πΏ
π
ππ π 2 +16
π 2 +16 1 −π 2π
= −1
∴ πΏ{π‘πππ 4π‘} =
πΏ πππ 4π‘
ππ
π
2
π 2 −6π −7
=
π 2 −6π +25
3π‘
2
πΏ π‘π πππ 4π‘ =
π
1
π 3π’ πππ 4π’ ππ’ =
=
π +2
1
π +2
1
=
π +2
π
2 −6
π +2
.
1
π 2 −6π −7
.
π 2 −6π +25
π +2 −7
2
π +2 2 −6 π +2 +25 2
π 2 +4π +4−6π −12−7
.
π 2 +4π +4−6π −12+25
π 2 −2π −15
.
π 2 −2π +17
2
2
π‘
∞
22. Evaluate 0 π −4π‘ 0 π’π ππππ’ 2 πππ π5π’ π 3π’ ππ’ ππ‘
[N17/Elect/8M]
Solution:
By definition of L.T.,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
π‘ π πππ’
0 π’
Put π π‘ =
∞ −π π‘ π‘
π
0
0
=
1
π
1
= .
π‘
0
π’π πππ2 π’ 2 πππ π5π’. π 3π’ ππ’ ππ‘ = πΏ
π’π πππ2 π’ 2 πππ π5π’. π 3π’ ππ’
πΏ π‘ 2 sinh4 π‘ πππ π5π‘ π 3π‘
= πΏ π‘2
π
1
ππ’
1
π 32
π π‘ −π −π‘
4
π 5π‘ +π −5π‘
2
π 3π‘
2
πΏ π‘ 2 π 4π‘ − 4π 2π‘ + 6 − 4π −2π‘ + π −4π‘ π 8π‘ + π −2π‘
1
= 32π πΏ π‘ 2 π12π‘ + π 2π‘ − 4π10π‘ − 4 + 6π 8π‘ + 6π −2π‘ − 4π 6π‘ − 4π −4π‘ + π 4π‘ + π −6π‘
=
1
32π
2
π −12 3
+
2
π −2 3
−
4.2
π −10 3
−
4.2
π 3
+
6.2
π −8 3
+
6.2
π +2 3
−
4.2
π −6 3
−
4.2
π +4 3
Put π = 4,
∞ −π π‘ π‘
π
0
0
π’π πππ2 π’ 2 πππ π5π’. π 3π’ ππ’ ππ‘ = ∞
23. Find Laplace Transform of π π‘ = π‘
[M19/AutoMechCivil/5M]
Solution:
We have,
4
πΏ π ππ4π‘ = 2
π +16
S.E/Paper Solutions
40
π‘ −2π’
π
π ππ4π’
0
ππ’
+
2
π −4 3
+
2
π +6 3
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
4
πΏ π −2π‘ π ππ4π‘ =
πΏ
πΏ
2 +16
=
4
π 2 +4π +20
π +2
π‘ −2π’
1
4
π
π ππ4π’ ππ’ = . 2
0
π π +4π +20
π‘ −2π’
π
4
π‘ 0π
π ππ4π’ ππ’ = −1
3
ππ π +4π 2 +20π
π 3 +4π 2 +20π 0 − 4 3π 2 +8π +20
= −1
=
4
π 3 +4π 2 +20
3π 2 +8π +20
π 3 +4π 2 +20π
2
2
Type VII: Heaviside Unit step Function& Delta Function
1.
2.
Find the Laplace transform of π‘ 2 π» π‘ − 3
Find the Laplace transform ofπ πππ‘. π» π‘ −
π
2
−π» π‘−
π
π +1
1
π 2 +1
+ π −ππ
−π
π 2 +1
+
6
π 2
+
2
π
1
π 2 +1
Find the L.T. of π −π‘ πππ π‘ π» π‘ − π
[N14/ChemBiot/6M][M17/ElexExtcElectBiomInst/4M]
Solution:
πΏ π −π‘ πππ π‘ π» π‘ − π = π −ππ πΏ π − π‘+π cos π‘ + π
= π −ππ πΏ π −π‘ . π −π πππ π‘ πππ π − π πππ‘ π πππ
= π −ππ . π −π πΏ π −π‘ – πππ π‘
= −π −ππ . π −π πΏ π −π‘ πππ π‘
π +1
= −π −ππ . π −π
2
= −π
5.
+
9
π
π
1
Ans. π . 2 − π −3 2 π .
π +1
π
Find the L.T. of π πππ‘ π» π‘ + πππ π‘ − π πππ‘ π» π‘ − π
[M19/IT/4M]
Solution:
πΏ π πππ‘ π» π‘ + πππ π‘ − π πππ‘ π» π‘ − π
= π −0π πΏ sin π‘ + 0 + π −ππ πΏ cos π‘ + π − sin π‘ + π
= πΏ π πππ‘ + π −ππ πΏ{πππ π‘ πππ π − π πππ‘ π πππ − π πππ‘ πππ π − πππ π‘ π πππ}
1
= 2 + π −ππ πΏ −πππ π‘ + π πππ‘
=
4.
π 3
3π
−2 π
3.
2
Ans. π −3π
−ππ
.π
−π
.
π +1 +1
π +1
π 2 +2π +2
Find the L.T. of π −π‘ π πππ‘ π» π‘ − π
[M19/Comp/6M]
Solution:
πΏ π −π‘ π πππ‘ π» π‘ − π = π −ππ πΏ π − π‘+π sin π‘ + π
= π −ππ πΏ π −π‘ . π −π π πππ‘ πππ π + πππ π‘ π πππ
S.E/Paper Solutions
41
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
= π −ππ . π −π πΏ π −π‘ – π πππ‘
= −π −ππ . π −π πΏ π −π‘ π πππ‘
1
= −π −ππ . π −π
2
= −π −ππ . π −π .
6.
π +1 +1
1
π 2 +2π +2
Find L.T. of π‘π −2π‘ π» π‘ − 1
[N17/IT/4M]
Solution:
πΏ π‘π −2π‘ π» π‘ − 1
= π −π πΏ π −2 π‘+1 π‘ + 1
= π −π πΏ π −2π‘ . π −2 π‘ + 1
= π −π . π −2 πΏ π −2π‘ π‘ + π −2π‘
1
1
= π −π −2
+
2
π +2
π +2
7.
Find the Laplace transform of: π‘. π» π‘ − 4 + π‘ 2 πΏ π‘ − 4
8.
Ans. 2 1 + 4π + 16π 2
π
Find the Laplace transform of: π‘ 2 π» π‘ − 2 − πππ ππ‘ πΏ π‘ − 4
π −4π
2
Ans. π −2π
9.
π 3
+
4
π 2
4
+
π
− π −4π πππ π4
Find the Laplace transform of: 1 + 2π‘ − 3π‘ 2 + 4π‘ 3 π» π‘ − 2
[M15/ChemBiot/6M]
Solution:
πΏ 1 + 2t − 3t 2 + 4t 3 H t − 2
= π −2π πΏ 1 + 2 π‘ + 2 − 3 π‘ + 2 2 + 4 π‘ + 2 3
= π −2π πΏ 1 + 2π‘ + 4 − 3π‘ 2 − 12π‘ − 12 + 4π‘ 3 + 24π‘ 2 + 48π‘ + 32
= π −2π πΏ 4π‘ 3 + 21π‘ 2 + 38π‘ + 25
4.3!
21.2!
38
25
= π −2π 4 + 3 + 2 +
=
π
−2π 24
π
π 4
+
π
42
38
π 3
π 2
+
π
+
25
π
π
10. Find the Laplace transform of: 2 − 2π‘ + 3π‘ 2 − π‘ 3 π» π‘ − 3
Ans. π −3π −
2
3
6
π 4
−
12
π 3
−
11
π 2
−
4
π
11. Find the Laplace transform of: 1 + 3π‘ − π‘ + π‘ π»(π‘ − 4)
6
22
43
Ans. π −4π 4 + 3 + 2 +
π
π
π
12. Find the Laplace transform of: 1 + 2π‘ − π‘ 2 + π‘ 3 π»(π‘ − 4)
[N18/Elex/4M]
Solution:
πΏ 1 + 2t − t 2 + t 3 H t − 4
S.E/Paper Solutions
42
61
π
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
= π −4π πΏ 1 + 2 π‘ + 4 − π‘ + 4 2 + π‘ + 4 3
= π −4π πΏ 1 + 2π‘ + 8 − π‘ 2 − 8π‘ − 16 + π‘ 3 + 12π‘ 2 + 48π‘ + 64
= π −4π πΏ π‘ 3 + 11π‘ 2 + 42π‘ + 57
3!
11.2!
42
57
= π −4π 4 + 3 + 2 +
=π
−4π
π
6
π 4
+
π
22
π 3
+
42
π 2
π
+
57
π
π
13. Find the Laplace transform of: π‘ 3 + 2π‘ 2 − 3π‘ + 1 π» π‘ − 1
Ans. π −π
6
π 4
+
14. Find the Laplace transform of: π‘ 2 π» π‘ − 2 + π‘ 3 πΏ π‘ − 3
Ans. π −2π
15. Evaluate the following:
∞
0
π 3
+
4
π 2
+
π 3
4
π
+
4
π 2
+
1
π
+ π −3π . 27
π −2π‘ 1 + 2π‘ − 3π‘ 2 + 4π‘ 3 π» π‘ − 1 ππ‘
Ans.
∞
0
2
10
−π‘
2
3
31
4π 2
16. Evaluate the following:
π 1 + 2π‘ − π‘ + π‘ π» π‘ − 1 ππ‘
[N17/Comp/6M]
Solution:
By definition of L.T.,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ = 1 + 2π‘ − π‘ 2 + π‘ 3 π» π‘ − 1
∞ −π π‘
π
1 + 2π‘ − π‘ 2 + π‘ 3 π» π‘ − 1 ππ‘ = πΏ 1 + 2π‘ − π‘ 2 + π‘ 3 π» π‘ − 1
0
= π −π πΏ (1 + 2 π‘ + 1 − π‘ + 1 2 + π‘ + 1 3
= π −π πΏ 1 + 2π‘ + 2 − π‘ 2 − 2π‘ − 1 + π‘ 3 + 3π‘ 2 + 3π‘ + 1
= π −π πΏ π‘ 3 + 2π‘ 2 + 3π‘ + 3
2.2!
3
3
3!
= π −π 4 + 3 + 2 +
π
π
π
π
Put π = 1,
16
1 + 2π‘ − π‘ 2 + π‘ 3 π» π‘ − 1 ππ‘ = π −1 6 + 4 + 3 + 3 =
∞ −π‘
π
0
17. Evaluate the following:
π
∞
0
π −2π‘ 1 − π‘ + π‘ 2 π» π‘ − 3 ππ‘
Ans.
∞
0
5
π6
18. Evaluate the following:
π −π‘ 1 + 3π‘ + π‘ 2 π» π‘ − 2 ππ‘
[M18/Comp/6M]
Solution:
By definition of L.T.,
∞ −π π‘
π π π‘ ππ‘ = πΏ π π‘
0
Put π π‘ = 1 + 3π‘ + π‘ 2 π» π‘ − 2
∞ −π π‘
π
1 + 3π‘ + π‘ 2 π» π‘ − 2 ππ‘ = πΏ 1 + 3π‘ + π‘ 2 π» π‘ − 2
0
S.E/Paper Solutions
43
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
= π −2π πΏ (1 + 3 π‘ + 2 + π‘ + 2 2
= π −2π πΏ 1 + 3π‘ + 6 + π‘ 2 + 4π‘ + 4
= π −2π πΏ π‘ 2 + 7π‘ + 11
2!
7
11
= π −2π 3 + 2 +
π
π
π
Put π = 1,
∞ −π‘
π 1 + 3π‘ + π‘ 2 π» π‘ − 2 ππ‘ = π −2 2 + 7 + 11 = 20π −2
0
S.E/Paper Solutions
44
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
Type VIII: L.T. of Periodic Functions
1.
1 πππ 0 ≤ π‘ < π
and π(π‘) is periodic with period
−1 πππ π < π‘ < 2π
Find L.T. of π π‘ =
2a
[N18/IT/6M]
Solution:
We have, π(π‘) is periodic with period 2a,
1
2π −π π‘
πΏπ π‘ =
π π π‘ ππ‘
−2ππ 0
πΏπ π‘
π −π π‘
2π
π . 1ππ‘ + π
1−π −2ππ 0
π
2π
π −π π‘
π −π π‘
1
=
=
=
=
=
−
−π 0
1−π −2ππ
1
π −ππ
π0
−
=
−π π
π −2ππ
−
1−π −2ππ
1
π
1−π −ππ
1−π −2ππ
.
1−π −ππ
π
1−π −ππ 1+π −ππ
1−π −ππ
1 1−π −ππ
π
= .
1+π −ππ
π
−π
2
π
1
1+π −ππ
2
1
= . tanh
π
πΈ πππ 0 ≤ π‘ <
Find L.T. of π π‘ =
π −π π‘ . −1ππ‘
π −ππ
+
1−π −2ππ −π
−π
−π
1
1−2π −ππ +π −2ππ
=
2.
1−π
1
π
−πΈ
ππ
2
πΏπ π‘
=
=
=
=
=
π
2
0
1−π −ππ
2
πππ < π‘ < π
1
πΈ
1−π −ππ
πΈ
1−π −ππ
π
−
π −π π‘
π
2
−π 0
ππ
2
−
−π
π0
−π
− πΈ
−
πΈ
1−π −ππ
π
1−π −ππ
S.E/Paper Solutions
1−π
−
π −π π‘ . −πΈππ‘
π −π π‘
π
−π
π
2
π −ππ
ππ
−
1−2π 2 +π −ππ
πΈ
π
π
2
−π
+
ππ 2
2
π
45
π
1+π −π
and π π‘ + π = π(π‘)
2
π −π π‘ . πΈππ‘ +
1−π −π
π
[N14/CompIT/6M]
Solution:
We have, π(π‘) is periodic with period p,
1
π −π π‘
πΏπ π‘ =
π π π‘ ππ‘
−ππ 0
1−π
1
since
−
ππ
2
−π
= tanh
π
2
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
πΈ
=
=
ππ
−
1−π 2
πΈ 1−π
−
π 1+π
−
π
π
ππ
2
−
πΈ
ππ
π
since
4
1−π −π
1+π −π
= tanh
π‘ 0<π‘<1
Find L.T. of π π‘ =
and π π‘ + 2 = π π‘
0 1<π‘<2
[M18/IT/5M][N18/AutoMechCivil/6M][N18/Comp/6M]
[M19/AutoMechCivil/6M]
Solution:
We have, π(π‘) is periodic with period 2,
1
2 −π π‘
πΏπ π‘ =
π π π‘ ππ‘
−2π 0
πΏπ π‘
=
=
=
=
4.
.
ππ
2
ππ 2
2
ππ
2
= . tanh
3.
−
−
ππ
2
ππ
−
1+π 2
πΈ 1−π
= .
1+π
1−π
1−π
1
1 −π π‘
π . π‘ππ‘
0
1−π −2π
1
1−π −2π
1
π −π π‘
π‘.
−π
π −π
−
2
2 −π π‘
π . 0ππ‘
1
−π π‘ 1
+
− 1 .
π −π
π
π
π 2
1
−0+
π 2
1−π −2π −π
1
1−π π −π −π −π
0
π 2
π 2
1−π −2π
π‘
π−π‘
Find L.T. of π π‘ =
0<π‘<π
and π π‘ = π(π‘ + 2π)
π < π‘ < 2π
Solution:
We have, π(π‘) is periodic with period 2π,
1
2π −π π‘
πΏπ π‘ =
π π π‘ ππ‘
−2ππ 0
πΏπ π‘
=
=
=
=
=
=
=
1−π
1
π
0
1−π −2ππ
1
1−π −2ππ
1
π‘.
π
π −π π‘
− 1 .
−π
π −ππ
−
π −ππ
1−π −2ππ
−π
π 2
1
π(π −2ππ −π −ππ )
1−π −2ππ
1
1−π −2ππ
1−π −ππ
π
1−π −ππ 2
π 2
−
2π
π
−π π‘ π
π −π π‘ . π‘ππ‘ +
−
π
π 2
−0+
+
+
π−π‘ .
1
+ −π .
2
π
π −2ππ −2π −ππ +1
ππ −ππ
π 2
−ππ
1−π
π
ππ −ππ
π 2 1+π −ππ
π 1+π −π π
−ππ
−π π
1−π
−ππ π
S.E/Paper Solutions
0
π −π π‘ . π − π‘ ππ‘
π 2 1+π −ππ
46
π −π π‘
−π
π −2ππ
−π
− −1 .
+
π −2ππ
π 2
π −π π‘
2π
π 2
π
−0−
π −ππ
π 2
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
5.
πΎπ‘
Find L.T. of π π‘ = for 0 < π‘ < π & π π‘ + π = π π‘
π
[N16/CompIT/6M]
Solution:
We have, π(π‘) is periodic with period T,
π −π π‘
1
π π π‘ ππ‘
πΏπ π‘ =
−ππ 0
πΏπ π‘
=
=
=
=
6.
π −π π‘ πΎπ‘
π .
0
π
1−π −ππ
1
.
πΎ
1−π −ππ π
1
πΎ
1−π −ππ
.
π −π π‘
π‘.
π.
−π
π −ππ
ππ‘
− 1 .
−
π −ππ
πΎ
−π
π 2
−ππ
1−π ππ
−π −ππ
π 1−π −ππ
π 2
π
π −π π‘
π
π 2
0
1
−0+
π 2
2π‘
Find the Laplace Transform of π π‘ = , 0 ≤ π‘ ≤ 3, π π‘ + 3 = π π‘
3
[M17/CompIT/6M]
Solution:
We have, π(π‘) is periodic with period 3,
3 −π π‘
1
π π π‘ ππ‘
πΏπ π‘ =
−3π 0
πΏπ π‘
=
=
=
=
7.
1−π
1
1−π
1
3 −π π‘ 2π‘
π .
0
3
1−π −3π
1
.
2
1−π −3π 3
2
1
.
π‘.
3.
π −π π‘
−π
π −3π
ππ‘
− 1 .
−
π −3π
2
−π
π 2
1−3π π −3π −π −3π
3 1−π −3π
π 2
1−π −3π
3
π −π π‘
3
π 2
0
−0+
1
π 2
3π‘
0<π‘<2
where π π‘ has period 4. (i) Draw graph of
6
2<π‘<4
π π‘ (ii) Find πΏ π π‘
Solution:
We have, π(π‘) is periodic with period 4,
1
4 −π π‘
πΏπ π‘ =
π π π‘ ππ‘
−4π 0
If π π‘ =
πΏπ π‘
=
=
=
=
=
1−π
1
2 −π π‘
π . 3π‘ππ‘
0
1−π −4π
1
1−π −4π
1
3π‘.
6
π −π π‘
−π
π −2π
−3
1−π −4π
−π
1
3 1−π −2π
1−π −4π
π 2
3 1−π −2π −6π π −4π
S.E/Paper Solutions
− 3 .
π −2π
−
4 −π π‘
π . 6ππ‘
2
2
4
π −π π‘
6π −π π‘
+
π 2
0
−0+
π 2
6π −4π
π
π 2 1−π −4π
47
+
3
−π 2
6π −4π
π
−π
+
2
−
6π −2π
−π
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
π‘
8.
Find L.T. of π π‘ =
0<π‘<π
π
2π−π‘
π < π‘ < 2π
π
where π π‘ = π(π‘ + 2π)
Solution:
We have, π(π‘) is periodic with period 2π,
1
2π −π π‘
πΏπ π‘ =
π π π‘ ππ‘
−2ππ 0
πΏπ π‘
=
=
=
=
=
1−π
1
1−π −2ππ
1
π 1−π −2ππ
1
π 1−π −2ππ
1
π
0
π‘
π
π‘.
π
π −π π‘
− 1 .
−π
π −ππ
−
π −ππ
π −π π‘ .
π −π π‘
π
π 2
0
−0+
−π
π 2
−ππ
−2ππ
1−2π
+π
π 1−π −2ππ
1
2π
π
π −π π‘ . ππ‘ +
2π−π‘
π
ππ‘
+ 2π − π‘ .
1
π 2
+0+
π −π π‘
π −2ππ
π 2
−π
− −1 .
− π.
π −ππ
−
−π
π −π π‘
2π
π 2
π
π −ππ
π 2
π 2
−ππ
2
1−π
π 1−π −2ππ
π 2
−ππ
2
1−π
1
= .
=
=
9.
π π 2 1−π −ππ 1+π −ππ
1 1−π −ππ
.
ππ 2 1+π −ππ
1
ππ
ππ 2
. tanh
2
π−π‘ 2
Find L.T. of π π‘ =
; 0 < π‘ < 2π and π π‘ = π π‘ + 2π
2
Solution:
We have, π(π‘) is periodic with period 2π,
1
2π −π π‘
πΏπ π‘ =
π π π‘ ππ‘
−2ππ 0
πΏπ π‘
=
=
=
=
1−π
1
1−π −2ππ
2π
0
1
π−π‘
4 1−π −2ππ
1
4 1−π −2ππ
π −π π‘ .
π2
π −2ππ
−π
π−π‘ 2
−π π‘
2 π
.
−π
− 2π
1
π 2 1−π −2ππ
4 1−π −2ππ
π
π π ππππ‘
10. Find L.T. of π π‘ =
0
2
ππ‘
− 2 π − π‘ −1 .
π −2ππ
π 2
−
+ 2.
π 2
0<π‘<
π
π
<π‘<
π
48
−π 3
2π 1+π −2ππ
Solution:
2π
We have, π(π‘) is periodic with period ,
S.E/Paper Solutions
π −2ππ
π −π π‘
π 2
− π2.
+
1
−π
+ 2.
− 2π.
2 1−π −2ππ
π −π π‘
2π
−π 3 0
1
π 2
− 2.
π 3
π
π
2π and
π
π π‘ =π π‘+
2π
π
1
−π 3
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
πΏπ π‘
=
1−π
πΏπ π‘
1−π
2π
π
π
−
1−π
−
π
π
2π
π
π
π −π π‘
2π
π
π
−π 2 +π 2
π
2π
− π
1−π π
−
−
π π
π
π 2 +π 2
ππ
1−π
π −π π‘ . ππ ππππ‘ππ‘ +
0
π
=
π −π π‘ π π‘ ππ‘
0
π
=
=
−
1
=
=
2π
π
1
1+π
2π
π
π
ππ
π −π π‘ . 0ππ‘
π
π
−π . π ππππ‘ − π. πππ ππ‘
0
1
. π −
π 2 +π 2
. (−π)
π π
π
π 2 +π 2
1+π
π 2 +π 2
−
2π
π
π
π
.
1−π
−
−
π π
π
2π
π
π
π ππ2π‘
0<π‘<
π
2
and π π‘ = π π‘ + π
0
<π‘<π
2
[N16/AutoMechCivil/6M]
Solution:
We have, π(π‘) is periodic with period π,
π −π π‘
1
π π π‘ ππ‘
πΏπ π‘ =
−ππ 0
11. Find L.T. of π π‘ =
πΏπ π‘
=
=
=
=
=
π
1−π
1
π
2
0
1−π −ππ
1
π −π π‘
1−π −ππ
−π 2 +22
1
π
−
π π
2
1−π −ππ
π 2 +4
2
1+π
1−π −ππ
2
π 2 +4
.
π
π −π π‘ . π ππ2π‘ππ‘ +
−
π
2
−π . π ππ2π‘ − 2. πππ 2π‘
. 2 −
−
1
. (−2)
π 2 +4
π π
2
π π
2
1−π −ππ
π ππππ‘
12. Find L.T. of π π‘ =
0
0<π‘<
π
π
<π‘<
π
π
2π
π
Solution:
2π
We have, π(π‘) is periodic with period ,
π
S.E/Paper Solutions
π
2
0
π 2 +4
1+π
π −π π‘ . 0ππ‘
49
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
πΏπ π‘
=
1−π
πΏπ π‘
1−π
2π
π
π
−
1−π
−
π −π π‘ π π‘ ππ‘
0
π
π
2π
π
π
0
π
−π π‘
π −π π‘
1
=
=
−
1
=
=
2π
π
1
2π
π
π
−π 2 +π 2
1
π
2π
− π
1−π π
−
π π
π
π
1+π
2π
− π
1−π π
−
π π
π
π ππ7π‘
π
π
0
1
π 2 +π 2
π
π 2 +π 2
. (−π)
1+π
.
1−π
0<π‘<
π
2
π −π π‘ . 0ππ‘
−π . π ππππ‘ − π. πππ ππ‘
=
π 2 +π 2
13. Find L.T. of π π‘ =
. π ππππ‘ππ‘ +
. π −
π 2 +π 2
2π
π
π
π
−
π π
π
2π
π
π
π
2
and π π‘ = π π‘ + π
<π‘<π
2
−
[N17/Elect/6M]
Solution:
We have, π(π‘) is periodic with period π,
π −π π‘
1
π π π‘ ππ‘
πΏπ π‘ =
−ππ 0
πΏπ π‘
=
=
=
=
1−π
1
π
2
0
1−π −ππ
1
π −π π‘
1−π −ππ
−π 2 +72
1
π
−
π π
2
1−π −ππ π 2 +49
1
1−π −ππ
π
π
π −π π‘ . π ππ7π‘ππ‘ +
π 2 +49
+
π −π π‘ . 2ππ‘
π
2
−π . π ππ7π‘ − 7. πππ 7π‘
1
π 2 +49
7
π 2 +49
−
. −7 + 2
2π −π π
π
+
π −π π
−π
=
1−π −2ππ
1
= 1−π −2ππ
=
=
1
π
0
π −π π‘ . π πππ‘ππ‘ +
. −π . π πππ‘ − 1. πππ π‘
π 2 +1
. 1 −
1
1−π −2ππ π 2 +1
π 2 +1
1
π −π π +1−π .π −2ππ −π
1−π −2ππ
S.E/Paper Solutions
2π
π
−π
π
2
π 2 +1
50
0
−2
π
−π
π
2
−π
π πππ‘
πππ π‘
0<π‘<π
π < π‘ < 2π
π −π π‘ . πππ π‘ππ‘
π
π −π π‘
π −π π
π
π
Solution:
We have, π(π‘) is periodic with period 2π,
1
2π −π π‘
πΏπ π‘ =
π π π‘ ππ‘
−2ππ 0
πΏπ π‘
π −π π‘
π
−π
2π 2
14. Find the Laplace Transforms of f(t), where π π‘ =
1−π
1
+2
0
. π −
π
−π
π 2
π
2
+
. −1 +
2π
π −π π‘
. −π . πππ π‘ + 1. π πππ‘
π 2 +1
π −2ππ
π 2 +1
. −π −
1
π 2 +1
. (π )
π
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
15. Find the Laplace Transforms of f(t), where π π‘ = π ππππ‘ ; π‘ ≥ 0
[N15/CompIT/6M]
Solution:
We note that,
π π‘+
π
= π πππ π‘ +
π
π
= sin(ππ‘ + π) = π ππππ‘
π
∴ π(π‘) is periodic with period
πΏπ π‘
πΏπ π‘
=
=
1
π
− π
1−π π
0
π
− π
π
π
π
− π
1−π π
−
π π
π
π 2 +π 2
1+π
1
1−π
π
− π
π
1
−
π
π
0
. π −
1
π 2 +π 2
. (−π)
π π
π
π 2 +π 2
1+π
π 2 +π 2
−π . π ππππ‘ − π. πππ ππ‘
−π 2 +π 2
1
=
π −π π‘ . π ππππ‘ππ‘
π −π π‘
1
1−π
=
π
π
π
− π
1−π π
π
π −π π‘ π π‘ ππ‘
0
1
=
=
π
π
π
.
−
π π
π
=
π π
−
1−π π
1
π 2 +π 2
. coth
ππ
2π
16. Find the Laplace Transforms of f(t), whereπ π‘ = π πππ‘
[N18/Elect/5M]
Solution:
We note that,
π π‘ + π = π ππ π‘ + π = π πππ‘
∴ π(π‘) is periodic with period π
1
π −π π‘
πΏπ π‘ =
π π π‘ ππ‘
−ππ 0
πΏπ π‘
=
=
=
=
=
1−π
1
1−π −ππ
1
π −π π‘
π . π πππ‘ππ‘
0
π −π π‘
1−π −ππ −π 2 +1
1
π −π π
. 1 −
1−π −ππ π 2 +1
1+π −ππ
1
1−π −ππ π 2 +1
1
1+π −π π
π 2 +1
.
1−π −π π
=
π
−π . π πππ‘ − 1. πππ π‘
1
π 2 +1
1
π 2 +1
0
. (−1)
. coth
ππ
2
17. Find the Laplace Transforms of f(t), whereπ π‘ = πππ π‘
Solution:
S.E/Paper Solutions
51
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
We note that,
π π‘ + π = πππ π‘ + π = πππ π‘
∴ π(π‘) is periodic with period π
1
π −π π‘
πΏπ π‘ =
π π π‘ ππ‘
−ππ 0
πΏπ π‘
=
=
=
=
=
=
1−π
1
1−π −ππ
1
π −π π‘
π . πππ π‘ππ‘
0
π −π π‘
1−π −ππ −π 2 +1
1
π −π π
−π . πππ π‘ + 1. π πππ‘
. π −
1−π −ππ π 2 +1
1+π −ππ
π
0
1
π 2 +1
. (−π )
1−π −ππ π 2 +1
π
1+π −π π
π 2 +1
π
π 2 +1
S.E/Paper Solutions
.
1−π −π π
ππ
. coth
π
2
52
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
Type IX: Miscellaneous Solved Problems
1.
Find the Laplace Transforms of sin π‘
[N13/AutoMechCivil/5M][N13/Chem/5M][M18/Elex/5M]
Solution:
π₯3
We have, π πππ₯ = π₯ −
sin π‘ = π‘ −
π‘2
πΏ sin π‘ = πΏ π‘
πΏ sin π‘ =
πΏ sin π‘ =
πΏ sin π‘ =
πΏ sin π‘ =
3
2
3
π 2
Γ
πΏ sin π‘ =
−πΏ
π
π
3
5
π‘2
π‘2
5
2
5
6π 2
31 1
. Γ
22 2
5
6π 2
3
2
3
1−
2π 2
π
1
+πΏ
+
+
+
4π
1
− β― … ..
− β― … ..
7
1
2
7
120π 2
53
.
22
120π 2
− β― … ..
− β―…..
1
− β―…..
32π 2
1 2
4π
+
4π
120
120π 2
531
. . Γ
222
6π
1
7
2
Γ
+
1−
1−
3
2π 2
− β― ….
6
Γ
−
− β― ….
− β― … ..
120
−
1 1
Γ
2 2
3
π 2
1 1
Γ
2 2
3
π 2
πΏ sin π‘ =
5
1
2
5!
5!
π‘2
+
6
5
π‘
+
3!
3
1
2
3
π‘
sin π‘ = π‘ −
3!
π₯5
+
− β―…..
2!
−
3 . π 4π
2π 2
2.
Find the Laplace Transforms of
π ππ π‘
π‘
Solution:
We have, π πππ₯ = π₯ −
π‘
sin π‘ = π‘ −
1
sin π‘ = π‘ 2 −
sin π‘
πΏ
πΏ
πΏ
3
π‘2
6
π‘
sin π‘
π‘
sin π‘
π‘
sin π‘
π‘
3!
+
5
π‘2
120
6
120
1
π
1
6π 2
π
6π 2
= −
S.E/Paper Solutions
1
π₯5
5
5!
− β― ….
− β― ….
5!
− β― … ..
− β― … ….
= πΏ 1 −πΏ
1
+
π‘
+
π‘2
= −
3!
3
π‘
= 1− +
π₯3
+
+
π‘
+πΏ
6
2!
120π 3
1
60π 3
π‘2
120
−β―…
− β― ….
53
−β―…
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
3.
cos π‘
Find the Laplace Transforms of
π‘
[M14/ChemBiot/5M][N16/ChemBiot/5M]
Solution:
π₯2
We have, πππ π₯ = 1 −
cos π‘ = 1 −
+
2!
π‘
π‘2
cos π‘ = 1 − +
2
cos π‘
π‘
πΏ
πΏ
πΏ
πΏ
πΏ
πΏ
πΏ
4.
1
=π‘
cos π‘
π‘
cos π‘
π‘
cos π‘
π‘
cos π‘
π‘
cos π‘
π‘
cos π‘
π‘
cos π‘
π‘
−2
−
24
1
π‘2
2
2!
π‘
2
π‘
3
− β― … ….
1
=πΏ π‘
=
=
=
=
=
=
1
2
1
π 2
1
Γ 2
1
π 2
1
Γ 2
1
π 2
1
Γ 2
1
π 2
1
Γ 2
1
π 2
Γ
π
π
−πΏ
3
2
3
2π 2
1 1
Γ
2 2
3
2π 2
1
2
Γ
−
−
− β― ….
− β― … ..
24
−2
− β― ….
4!
4
4!
π‘2
+
π₯4
+
1−
1−
3
π‘2
+πΏ
2
+
1−
1
π‘2
Γ
5
2
5
1
2
5
24π 2
31
.
22
24π 2
+
2π
1
1
+
4π
1
− β― ….
− β―…..
− β―…..
32π 2
1 2
4π
+
4π
−β―…
− β― … ..
24π 2
31
. Γ
22
+
24
2!
− β―…..
1
π −4π
Find the Laplace Transforms of πππ π‘
Solution:
2 π₯ −π’ 2
By definition, ππππ₯ =
π ππ’
0
π
πππ π‘ =
πππ π‘ =
πππ π‘ =
πππ π‘ =
πππ π‘ =
2
π‘
π 0
2
π‘
π 0
2
π
2
π
2
π
S.E/Paper Solutions
π
−π’ 2
1 − π’2 +
π’−
π’3
3
π‘ −
+
π‘
π‘−
1
2
ππ’
3
π’5
10
5
π‘2
3
+
10
π’6
3!
− β―…
+
3
2!
−
+ β― . . ππ’
π‘
3
π‘2
π’4
π‘
10
5
0
−β―……
−β―…
54
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
πΏ πππ π‘ =
πΏ πππ π‘ =
πΏ πππ π‘ =
πΏ πππ π‘ =
πΏ πππ π‘ =
πΏ πππ π‘ =
πΏ πππ π‘ =
2
πΏ π‘
π
3
2
3
π 2
Γ
2
π
2
π
2
π
2
π
1
.
.
3
πΏ πππ π‘ =
πΏ πππ π‘ =
πΏ πππ π‘ =
5.
1 1
Γ
2 2
3
π 2
1 1
Γ
2 2
3
π 2
5
π‘2
1−
1
+πΏ
3
+
1−
3
2π 2
3
π‘2
5
2
5
3π 2
31 1
. Γ
22 2
5
3π 2
3
2
Γ
−
π
3π
7
2
Γ
+
+
+
− β―…
7
1
2
7
10π 2
53
.
22
10π 2
3
− β―….
−β―…
2 4 π 2
1
1 −2
− β―……
− β―…..
1− . + . .
2 π
−β―…
10
10π 2
531
. . Γ
222
2π
8π 2
1 1
1 3 1
π 2
1
1+
3
π
1
1 π +1 −2
3
π 2
π
1
π
1
2
3
π 2 π +1
π
1
π π
1
.
π +1
π π +1
Find the Laplace Transforms of erfπ π‘
Solution:
ππππ₯ + ππππ π₯ = 1
erfπ π‘ = 1 − erf π‘
πΏ erfπ π‘ = πΏ 1 − πΏ erf π‘
1
1
π
π π +1
πΏ erfπ π‘ = −
6.
−πΏ
−
π 2
πΏ πππ π‘ =
1
2
Find the Laplace Transforms of π½0 π‘ π€πππππ½0 π‘ =
Solution:
π½0 π‘ =
π½0 π‘ =
π π‘ 2π
∞ −1
0 π! 2 2
−1 0 π‘ 0
−1
0!
2
π½0 π‘ = 1 −
S.E/Paper Solutions
π‘2
4
2
+
+
π‘4
64
1!
1
2
π‘ 2
2
+
− β― … ..
55
−1
2
π‘ 4
2!
2
2
+ β―…
π
∞ −1
0 π! 2
π‘ 2π
2
Crescent Academy…….………………….…..For Research in Education
πΏ π½0 π‘
=πΏ 1 −πΏ
πΏ π½0 π‘
= −
πΏ π½0 π‘
=
πΏ π½0 π‘
=
πΏ π½0 π‘
=
πΏ π½0 π‘
=
πΏ π½0 π‘
=
πΏ π½0 π‘
=
πΏ π½0 π‘
=
πΏ π½0 π‘
1
2!
π
1
4π 3
π
1
π
1
π
1
π
1−
1−
1 π 2 +1
π
π 2
1
π 2
4
4!
+
+πΏ
4π 2
1
+
+
2π 2
1 1
64π 4
3
64
− β―….
8π 4
1 3 1
2 4 π 4
− β―…..
π 2
1
−2
1
2
π π 2 +1
1
π
π
=
S.E/Paper Solutions
1
− β― ….
− β―….
+ . .
2 π 2
1
1 −2
π‘4
− β― ….
64π 5
2
24
1− .
1+
π‘2
π 2 +1
π 2 +1
56