• Fourier变换的积分性质及其证明过程


    Fourier变换的积分性质及其证明过程

    一、积分性质

    如果当 t → + ∞ t \to +\infty t+时, g ( t ) = ∫ − ∞ t f ( t ) d t → 0 g(t) = \int_{ - \infty }^t {f(t){\rm{d}}t \to 0} g(t)=tf(t)dt0,则:
    F [ ∫ − ∞ t f ( t ) d t ] = 1 j ω F [ f ( t ) ] \mathscr F\left[ {\int_{ - \infty }^t {f(t){\rm{d}}t} } \right] = \frac{1}{{{\rm{j}}\omega }} \mathscr F\left[ {f(t)} \right] F[tf(t)dt]=jω1F[f(t)]

    该式表明一个函数的积分后的Fourier变换等于这个函数的Fourier变换除以因子 j ω j\omega .

    注意:
    lim ⁡ t → ∞ g ( t ) ≠ 0 \lim\limits_{t \to \infty } g(t) \ne 0 tlimg(t)=0时,积分性质应为:
    F [ ∫ − ∞ t f ( t ) d t ] = 1 j ω F [ f ( t ) ] + π F ( 0 ) δ ( ω ) \mathscr F\left[ {\int_{ - \infty }^t {f(t){\rm{d}}t} } \right] = \frac{1}{{{\rm{j}}\omega }} \mathscr F\left[ {f(t)} \right]+ \pi F(0)\delta (\omega ) F[tf(t)dt]=jω1F[f(t)]+πF(0)δ(ω)
    即:
    F [ ∫ − ∞ t f ( t ) d t ] = 1 j ω F ( ω ) + π F ( 0 ) δ ( ω ) \mathscr F\left[ {\int_{ - \infty }^t {f(t){\rm{d}}t} } \right] = \frac{1}{{{\rm{j}}\omega }} F({\omega})+ \pi F(0)\delta (\omega ) F[tf(t)dt]=jω1F(ω)+πF(0)δ(ω)
    其中: F ( ω ) = F [ f ( t ) ] F({\omega})=\mathscr F[f(t)] F(ω)=F[f(t)].

    二、Fourier变换的积分性质的证明过程

    证明:
    根据高等数学理论,因为 d d t ∫ − ∞ t f ( t ) d t = f ( t ) \frac{d}{{dt}}\int_{ - \infty }^t {f(t){\rm{d}}t} = f(t) dtdtf(t)dt=f(t),所以
    F [ d d t ∫ − ∞ t f ( t ) d t ] = F [ f ( t ) ] (1) \mathscr F\left[ {\frac{d}{{dt}}\int_{ - \infty }^t {f(t){\rm{d}}t} } \right] = \mathscr F\left[ {f(t)} \right] \tag 1 F[dtdtf(t)dt]=F[f(t)](1)

    又根据Fourier变换的微分性质:
    F [ g ′ ( t ) ] = j ω F [ g ( t ) ] \mathscr F[g'(t)]=j\omega \mathscr F[g(t)] F[g(t)]=F[g(t)]
    可得:
    F [ d d t ∫ − ∞ t f ( t ) d t ] = j ω F [ ∫ − ∞ t f ( t ) d t ] (2) \mathscr F\left[ {\frac{d}{{dt}}\int_{ - \infty }^t {f(t){\rm{d}}t} } \right] =j\omega \mathscr F[\int_{ - \infty }^t {f(t){\rm{d}}t}] \tag2 F[dtdtf(t)dt]=F[tf(t)dt](2)

    对比公式(1)和(2)可知:
    F [ d d t ∫ − ∞ t f ( t ) d t ] = F [ f ( t ) ] = j ω F [ ∫ − ∞ t f ( t ) d t ] (3) \mathscr F\left[ {\frac{d}{{dt}}\int_{ - \infty }^t {f(t){\rm{d}}t} } \right] = \mathscr F\left[ {f(t)} \right] \\=j\omega \mathscr F[\int_{ - \infty }^t {f(t){\rm{d}}t}] \tag3 F[dtdtf(t)dt]=F[f(t)]=F[tf(t)dt](3)

    因此可得:
    F [ f ( t ) ] = j ω F [ ∫ − ∞ t f ( t ) d t ] (4) \mathscr F\left[ {f(t)} \right]=j\omega \mathscr F[\int_{ - \infty }^t {f(t){\rm{d}}t}] \tag4 F[f(t)]=F[tf(t)dt](4)

    对式子(4)两边除以 j ω j\omega 得到:
    F [ ∫ − ∞ t f ( t ) d t ] = 1 j ω F [ f ( t ) ] (5) \mathscr F[\int_{ - \infty }^t {f(t){\rm{d}}t}] =\frac{1}{j\omega}\mathscr F\left[ {f(t)} \right] \tag5 F[tf(t)dt]=1F[f(t)](5)
    证毕.

  • 相关阅读:
    Windows 安装 Dapr
    关于多线程同步的一切:乱序执行和内存屏障
    【高并发】ScheduledThreadPoolExecutor与Timer的区别和简单示例
    JTS:02 使用WKB操作数据
    Go/Golang语言学习实践[回顾]教程12--快速体验Go语言的并发之美
    通过 Azure OpenAI 服务使用 GPT-35-Turbo and GPT-4(win版)
    剑指 Offer 03. 数组中重复的数字 :LeetCode
    java基于ssm的房屋租赁出租管理系统
    springBoot整合thymeleaf(超简单)
    面试:单例模式VS静态方法
  • 原文地址:https://blog.csdn.net/qq_18937049/article/details/133187189