コサインとサインのフーリエ変換の導出


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では、この答えは、ジム・クレイは書いています:

...という事実を使用します...F{cos⁡(バツ)}=δ(w−1)+δ(w+1)2

上記の式は、。F{cos⁡(2πf0t)}=12(δ(f−f0)+δ(f+f0))

フーリエ変換の標準定義を使用して、後の式を取得しようとしていますしかし、結局私が表現するのは、明らかに答えとはまったく異なる表現です。X(f)=∫−∞+∞x(t)e−j2πftdt

これが私の作品です:

x(t)=cos⁡(2πf0t)⟹F{x(t)}=∫−∞+∞cos⁡(2πf0t)e−j2πftdt=∫−∞+∞12(e−j2πf0t+ej2πf0t)e−j2πftdt=12∫−∞+∞(e−j2πf0te−j2πft+ej2πf0te−j2πft)dt=12∫−∞+∞(e−j2πt(f0+f)+e−j2πt(f−f0))dt=12(∫−∞+∞(e−j2πt(f0+f))dt+∫−∞+∞(e−j2πt(f−f0)))dt

これは私が行き詰まっているところです。

回答:


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フーリエ変換の問題を除いて、あなたの仕事は大丈夫です cos⁡(2πf0t)通常の意味で存在していない機能のf、そして我々は概念を拡張して、いわゆる分布、またはインパルス、またはディラックデルタを含める必要があります。 フーリエ変換のために満たす必要がある条件について読むX(f) 信号の x(t) (通常の意味で)存在し、あなたはそれを見るでしょう cos⁡(2πf0t) 通常の意味でのフーリエ変換はありません。

あなたの特定の質問に目を向けると、インパルスは、それらが積分で被積分関数としてどのように振る舞うかという観点でのみ定義されることを理解すると、 a<x0<b、

∫abδ(x−x0)g(x)dx=g(x0)
それを条件として g(x) で継続的です x0、それからのフーリエ変換を推定する方が簡単です
cos⁡(2πf0t)=12[ej2πf0t+e−j2πf0t]
という事実を熟考することによって
∫−∞∞δ(f−f0)ej2πftdf=ej2πf0t
そしてそれはそれでなければなりません cos⁡(2πf0t)は、の逆 フーリエ変換です12[δ(f−f0)+δ(f+f0)]。

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次に、フーリエ変換ペアの表を使用して、それを確認しますδ(t)↔1、および変数置換(f1=f+f0 そして f2=f−f0)、必要なものを取得します。


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もちろん、どちらがテーブルを書き留めた人がどのようにテーブルにある答えを思いついたのかという疑問を投げかけます。
— Dilip Sarwate 2013年

@DilipSarwate :-)今、あなたははるかに難しい質問をしています。:-)
— Peter K.

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math.SEでなくてもこのstackexchangeでマスターを通過する可能性のあるはるかに難しい質問に対する回答のバージョンについては、私の回答を参照してください。
— Dilip Sarwate、2013年

@DilipSarwate:あなたはすでに私の+1を持っています。ありがとう、いい答え。math.SEの男たちがぞっとするだろうと合意した。大丈夫、私たちはエンジニアです。:-)
— Peter K.

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