证明如下的傅里叶变换?

Fourier series一种特殊的三角级数。法国数学家J.-B.-J.傅里叶在研究偏微分方程的边值问题时提出。从而极大地推动了偏微分方程理论的发展。在中国,程民德最早系统研究多元三角级数与多元傅里叶级数。他首先证明 傅里叶级数多元三角级数球形和的唯一性定理,并揭示了多元傅里叶级数的里斯 -

傅里叶级数的收敛性:满足狄利赫里条件的周期函数表示成的傅里叶级数都收敛。狄利赫里条件如下:
在任何周期内,x(t)须绝对可积;
傅里叶级数 在任一有限区间中,x(t)只能取有限个最大值或最小值;
在任何有限区间上,x(t)只能有有限个第一类间断点。
吉布斯现象:在x(t)的不可导点上,如果我们只取(1)式右边的无穷级数中的有限项作和X(t),那么X(t)在这些点上会有起伏。一个简单的例子是方波信号。

先看下图再看上图,主要就是定理1傅里叶积分表示及其证明。


注意到ω_n=πn/p,△ω=π/p,那么那个积分上限应该是π而不是正无穷。怎么回事?


不过书上黎曼和上的无穷符号和我那个不同,毕竟本身就是无穷级数,和p趋于无穷无关。但证明的最后我确实看不懂积分上限为正无穷是怎么得出的。


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rect()函数和sinc()函数是一组傅里叶变换对,rect()函数及其傅氏变换频谱图(sinc()函数)的图像可如下所示:

如果以角频率w为自变量,则结果变为Tsinc(wT/2pi)。可以看到求解矩形窗函数的傅氏变换没有太过复杂。

但是如果反过来求sinc函数的傅氏变换该如何下手,搜遍全网几乎找不到详细的推导步骤,其实我们可以求sinc()函数的逆傅氏变换,只要能求出来是rect(),则能证明它们是一组傅氏变换对。今天在这里给大家分享一种推导方法,过程稍微有些复杂。首先先看两个积分:

在有了这两个公式做基础的情况下,我们就可以开始求sinc函数的逆傅氏变换: 

  1. 偶函数在对称区间上的积分等于它在整个区间的一半上的积分的2倍;
  2. 奇函数在对称区间上的积分等于零;
  3. 一个偶函数与一个奇函数相乘所得的积为奇函数;
  4. 两个偶函数相乘所得的积为偶函数。

上式中的被积函数的分母1/f可替换为:


*如果上述内容有误,请大家留言指正,我会及时修改* 

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