Realizar la convolución de una señal por si misma \[ x(t) = e^{-3t}u(t - 1) \] \[ y(t) = x(t) * x(t) \]


Desarrollo

1) Dibujamos la señal

2) Reflejamos y comenzamos a resolver las integrales

Intervalo 1

Cuando \(t - 1 < 1\)
\(t < 2\)
\[ y(t) = \int_{t - 1}^{1} \color{purple} x(\tau) \color{black} \color{orange} x(t - \tau) \color{black} d\tau \] \[ \color{limegreen} \boxed{ \color{black} y(t) = 0 } \]

Intervalo 2

Cuando \(t - 1 > 1\)
\(t > 2\)
\[ y(t) = \int_{1}^{t - 1} \color{purple} x(\tau) \color{black} \color{orange} x(t - \tau) \color{black} d\tau \] \[ y(t) = \int_{1}^{t - 1} \color{purple} e^{-3\tau}u(\tau - 1) \color{black} \color{orange} e^{-3(t - \tau)}u(t - \tau - 1) \color{black} d\tau \] \[ y(t) = \int_{1}^{t - 1} \color{purple} e^{-3\tau}1 \color{black} \color{orange} e^{(-3t + 3\tau)}1 \color{black} d\tau \] \[ y(t) = \int_{1}^{t - 1} \color{purple} e^{-3\tau} \color{black} \color{orange} e^{(-3t + 3\tau)} \color{black} d\tau \] \[ y(t) = \int_{1}^{t - 1} \color{purple} e^{-3\tau} \color{black} \color{orange} e^{-3t} e^{3\tau}\color{black} d\tau \] \[ y(t) = e^{-3t} \int_{1}^{t - 1} \color{purple} e^{-3\tau} \color{black} \color{orange} e^{3\tau}\color{black} d\tau \] \[ y(t) = e^{-3t} \int_{1}^{t - 1} e^{0} d\tau \] \[ y(t) = e^{-3t} \int_{1}^{t - 1} 1 d\tau \] \[ y(t) = e^{-3t} \tau \Big|^{t - 1}_{1} \] \[ y(t) = e^{-3t} ((t - 1) - 1) \] \[ \color{limegreen} \boxed{ \color{black} y(t) = e^{-3t}(t - 2) } \]

3) Finalmente escribimos la salida \(y(t)\)

\[ \color{limegreen} \boxed{ \color{black} y(t) = \begin{cases} 0 & t < 2 \\ e^{-3t}(t - 2) & t > 2 \\ \end{cases} } \]