Alternativa D
A questão solicita o cálculo da Transformada de Fourier para o sinal x(t) = e^{-2(t-1)}u(t-1). Para resolver, utilizamos propriedades fundamentais da Transformada de Fourier.
Análise Matemática
Para encontrar a resposta correta, precisamos aplicar dois conceitos principais: a transformada de um sinal exponencial básico e a propriedade de deslocamento no tempo.
- Transformada do Exponencial Básico:
Sabemos que a Transformada de Fourier de um sinal exponencial causal e^{-at}u(t) (onde a > 0) é dada pela fórmula:
\mathcal{F}\{e^{-at}u(t)\} = \frac{1}{a + j\omega}
No nosso caso, temos a = 2, logo a transformada base seria \frac{1}{2 + j\omega}. - Propriedade de Deslocamento no Tempo:
O sinal fornecido possui um termo (t-1) tanto na exponencial quanto na função degrau u(t-1). Isso indica um atraso de t_0 = 1 segundo.
A propriedade estabelece que se x(t) \leftrightarrow X(\omega), então um deslocamento resulta em:
x(t - t_0) \leftrightarrow e^{-j\omega t_0} X(\omega) - Cálculo Final:
Combinando os dois passos acima:
- Tomamos a transformada base: \frac{1}{2 + j\omega}
- Multiplicamos pelo fator de fase do deslocamento (t_0 = 1): e^{-j\omega(1)}
Resultado:
X(\omega) = e^{-j\omega} \cdot \frac{1}{2 + j\omega} = \frac{e^{-j\omega}}{2 + j\omega}
Comparação com as Alternativas
| Alternativa | Expressão | Correta? | Motivo |
|---|
| A | u(t-2) | Não | Está no domínio do tempo, não é uma transformada. |
| B | ... | Não | Formato incorreto e mistura de domínios. |
| C | u(t-2)(e^{-j\omega}/j\omega) | Não | Contém função degrau u(t) em variável de frequência. |
| D | $e^{-j\omega}/(2+j\omega)$ | Sim | Corresponde exatamente ao cálculo derivado. |
| E | e^{-j\omega} | Não | Falta o denominador correspondente à parte exponencial. |
Portanto, a alternativa que apresenta corretamente a Transformada de Fourier do sinal é a D.