Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

Ссылка на это сравнение

Предыдущая версия справа и слеваПредыдущая версия
Следующая версия		Предыдущая версия
lab5:discrete_element [2019/04/12 11:54] – [Свойства преобразования Фурье] root_slab5:discrete_element [2026/09/04 06:03] (текущий) – внешнее изменение 127.0.0.1
Строка 117: Строка 117:
 согласно разделу (5.2), индекс $p$ может быть как в пределах $\left[-\frac 12 N, \frac 12 N-1\right]$, так и в пределах $\left[0,N-1\right]$. В физике принята интерпретация коэффициентов преобразования Фурье, основанная на введении области положительных и отрицательных частот, и поэтому используется индекс в виде $\left[-\frac 12 N, \frac 12 N-1\right]$. В некоторых математических пакетах используется нумерация коэффициентов в виде $\left[0,N-1\right]$. В этом случае считается, что ряд $c_{N-1} ,c_{N-2} ,\ldots $ описывает значение спектра на частотах $-f_{\min } ,-2f_{\min } ,\ldots $ . согласно разделу (5.2), индекс $p$ может быть как в пределах $\left[-\frac 12 N, \frac 12 N-1\right]$, так и в пределах $\left[0,N-1\right]$. В физике принята интерпретация коэффициентов преобразования Фурье, основанная на введении области положительных и отрицательных частот, и поэтому используется индекс в виде $\left[-\frac 12 N, \frac 12 N-1\right]$. В некоторых математических пакетах используется нумерация коэффициентов в виде $\left[0,N-1\right]$. В этом случае считается, что ряд $c_{N-1} ,c_{N-2} ,\ldots $ описывает значение спектра на частотах $-f_{\min } ,-2f_{\min } ,\ldots $ .
  
-=== Теорема о энергии ===+=== Теорема об энергии ===
  
 Для дискретного преобразования Фурье верно соотношение Для дискретного преобразования Фурье верно соотношение
Строка 129: Строка 129:
 характеризует энергию последовательности их $N$ отсчетов данных. Для непрерывного преобразования Фурье это равенство записывается в виде характеризует энергию последовательности их $N$ отсчетов данных. Для непрерывного преобразования Фурье это равенство записывается в виде
 \[\int _{-\infty }^{\infty }\left[X\left(t\right)\right]^{2} \, dt =\int _{-\infty }^{\infty }\left[X\left(f\right)\right]^{2} \, df . \]  \[\int _{-\infty }^{\infty }\left[X\left(t\right)\right]^{2} \, dt =\int _{-\infty }^{\infty }\left[X\left(f\right)\right]^{2} \, df . \] 
-\textbf{\textit{Свойства непрерывного преобразования Фурье}} 
  
-\begin{tabular}{|p{1.0in}|p{0.8in}|p{1.5in}|} \hline  +=== Свойства непрерывного преобразования Фурье === 
-Функия & Образ & Примечание \\ \hline  + 
-$af\left(t\right)+bg\left(t\right)$ & $aF\left(\omega \right)+bG\left(\omega \right)$ & свойство линейности: $a$, $b$ $-$ константы \\ \hline  +^ Функия ^ Образ ^ Примечание ^ 
-$e^{i\omega \, t} f\left(t\right)$ & $F\left(\omega -a\right)$ & частотный сдвиг (см. пример 2 и 3, рис. 23) \\ \hline  +| $af\left(t\right)+bg\left(t\right)$ | $aF\left(\omega \right)+bG\left(\omega \right)$ | свойство линейности: $a$, $b$ $-$ константы |  
-$e^{ia\, t} $ & $\delta \left(\omega -a\right)$ & гармонический сигнал с заданной частотой $a$, (см. пример 1, рис. 23) \\ \hline  +| $e^{iat} f\left(t\right)$ | $F\left(\omega -a\right)$ | частотный сдвиг (см. {{ :lab5:524-2.png?linkonly |пример 2}} и {{ :lab5:524-3.png?linkonly |3}}, рис. 24) | 
-$\delta \left(t\right)$ & 1 & максимально короткий сигнал, (предельный случай примера 5, рис. 23) \\ \hline  +| $e^{ia\, t} $ | $\delta \left(\omega -a\right)$ | гармонический сигнал с заданной частотой $a$, (см. {{ :lab5:524-1.png?linkonly |пример 1}}, рис. 24) |  
-$e^{-at^{2} } $ & $\sqrt{\frac{\pi }{a} } e^{-{\omega ^{2}  \mathord{\left/{\vphantom{\omega ^{2}  4a}}\right.\kern-\nulldelimiterspace} 4a} } $ & функция Гаусса переходит в в функцию Гаусса (см. пример 3, рис. 23) \\ \hline  +| $\delta \left(t\right)$ | 1 | максимально короткий сигнал, (предельный случай {{ :lab5:524-5.png?linkonly |примера 5}}, рис. 24) | 
-$d\left(t\right)=\left\{\begin{array}{c} {1,\; -a<t<1} \\ {0,\; otherwise} \end{array}\right. $ & $\begin{array}{l} {2\frac{\sin \left(\omega \, a\right)}{\omega \, } =} \\ {=2a{\rm sinc}\left(\omega \, a\right)} \end{array}$ & преобразование Фурье от прямоугольной функции пропорционально функции  ${\rm sinc}\left(x\right)={\sin \left(x\right) \mathord{\left/{\vphantom{\sin \left(x\right) x}}\right.\kern-\nulldelimiterspace} x} $, (см. пример 4 и 5, рис. 23) \\ \hline  +| $e^{-at^{2} } $ | $\sqrt{\frac{\pi }{a} } e^{-\frac{\omega ^2}{4a}} $ | функция Гаусса переходит в функцию Гаусса (см. {{ :lab5:524-3.png?linkonly |пример 3}}, рис. 24) |  
-$\frac{d^{n} }{dt^{n} } f\left(t\right)$ & $\left(i\omega \right)^{n} F\left(\omega \right)$ &  \\ \hline  +| $d\left(t\right)= 1,$ при $-a<t<a$ \\ и $d=0$ в остальных случаях | $2\frac{\sin \left(\omega \, a\right)}{\omega } = 2a\mbox{sinc}\left(\omega \, a\right)$ | преобразование Фурье от прямоугольной функции \\ пропорционально функции sinc$\left(x\right)=\frac{\sin (x)}{x}$, (см. {{ :lab5:524-4.png?linkonly |пример 4}} и {{ :lab5:524-5.png?linkonly |5}}, рис. 24) |  
-$f\left(t\right)\cdot g\left(t\right)$ & $\frac{1}{2\pi } \left(F*G\right)\left(\omega \right)$ & преобразование Фурье от произведения двух функций есть свертка \newline $\left(F*G\right)\left(\omega \right)=\int F\left(\omega \right) G\left(\omega -\omega '\right)\, d\omega '$ \\ \hline  +| $\frac{d^{n} }{dt^{n} } f\left(t\right)$ | $\left(i\omega \right)^{n} F\left(\omega \right)$ | | 
-$\left(f*g\right)\left(t\right)$ & $2\pi F\left(\omega \right)\cdot G\left(\omega \right)$ &  \\ \hline  +| $f\left(t\right)\cdot g\left(t\right)$ | $\frac{1}{2\pi } \left(F*G\right)\left(\omega \right)$ | преобразование Фурье от произведения двух функций \\ есть свертка $(F*G)(\omega )=\int F(\omega ') G(\omega -\omega ') \ d\omega '$ | 
-\end{tabular}+| $\left(f*g\right)\left(t\right)$ | $2\pi F\left(\omega \right)\cdot G\left(\omega \right)$ |