在这个答案中,吉姆·克莱写道:


...使用$ \ mathcal F \ {\ cos(x)\} = \ frac {\ delta(w-1 )+ \ delta(w + 1)} {2} $ ...


上面的表达式与$ \ mathcal F \ {{\ cos(2 \ pi f_0t)\} = \ frac {1} {2}(\ delta(f-f_0)+ \ delta(f + f_0))} $。

我一直在尝试获取后面的表达式通过使用傅立叶变换的标准定义$ X(f)= \ int _ {-\ infty} ^ {+ \ infty} x(t)e ^ {-j2 \ pi ft} dt $,但我最终得到的是这种表达方式显然不同于答案。

这是我的工作:

\开始{align}
x(t)&= \ cos(2 \ pi f_0t)\\
\ Longrightarrow \ mathcal F \ left \ {x(t)\ right \}&= \ int _ {-\ infty} ^ {+ \ infty} \ cos(2 \ pi f_0t)e ^ {-j2 \ pi ft} dt \ \
&= \ int _ {-\ infty} ^ {+ \ infty} \ frac 12 \ left(e ^ {-j2 \ pi f_0t} + e ^ {j2 \ pi f_0t} \ right)e ^ { -j2 \ pi ft} dt \\
&= \ frac {1} {2} \ int _ {-\ infty} ^ {+ \ infty} \ left(e ^ {-j2 \ pi f_0t} e ^ {-j2 \ pi ft} + e ^ {j2 \ pi f_0t} e ^ {-j2 \ pi ft} \ right)dt \\
&= \ frac {1} {2} \ int _ {-\ infty} ^ {+ \ infty} \ left(e ^ {-j2 \ pi t \ left(f_0 + f \ right)} + e ^ {-j2 \ pi t \ left(f-f_0 \ right)} \ right )dt \\
&= \ frac {1} {2} \ left(\ int _ {-\ infty} ^ {+ \ infty} \ left(e ^ {-j2 \ pi t(f_0 + f) } \ right)dt + \ int _ {-\ infty} ^ {+ \ infty} \ left(e ^ {-j2 \ pi t(f-f_0)} \ right)\ right)dt
\ end {align }

这就是我被困住的地方。

#1 楼

您的工作还可以,只是在通常的$ f $,
函数意义上不存在
$ \ cos(2 \ pi f_0 t)$的傅立叶变换的问题,将概念扩展到包括分布,冲量或狄拉克(Dirac)三角洲,或(正如我们的工程师不愿做的,对数学家很是厌恶)三角函数。阅读
有关为使信号$ x(t)$的傅立叶变换$ X(f)$存在(通常意义上)而必须满足的条件
,您会看到$ \ cos(2 \ pi f_0 t)$通常没有傅里叶变换。

一旦您了解了冲动,请转到您的特定问题
仅根据它们在
积分中的行为方式定义,即对于$ a $$ \ int_ {a} ^ {b} \ delta(x-x_0)g(x)\,\ mathrm dx = g(x_0)$$
假设$ g(x)$在$ x_0 $处是连续的,则
比较容易推导
$$ \ cos(2 \ pi f_0 t)
= \ left。\ left。\ frac {1} {2} \ right [e ^ {j2 \ pi f_0 t } + e ^ {-j2 \ pi f_0 t} \ right] $$
,想着一个事实,即
$$ \ int _ {-\ infty} ^ \ infty \ delta(f-f_0) e ^ {j2 \ pi ft} \,\ mathrm df = e ^ {j2 \ pi f_0t} $$
,因此必须保证$ \ cos(2 \ pi f_0 t)$是反数
$ \ displaystyle \ left。\ left。\ frac {1} {2} \ right [\ delta(f-f_0)+ \ delta的傅立叶变换(f + f_0)\ right] $。

#2 楼

然后,只需使用傅立叶变换对表来查看$ \ delta(t)\ leftrightarrow 1 $和变量替换($ f_1 = f + f_0 $和$ f_2 = f-f_0 $),即可得到所需的内容。

评论


$ \ begingroup $
当然,哪个问题引出了关于写下表格的人如何提出表格中答案的问题。
$ \ endgroup $
– Dilip Sarwate
13年8月8日在13:48

$ \ begingroup $
@DilipSarwate :-)现在,您在问一个非常困难的问题。 :-)
$ \ endgroup $
– Peter K.♦
13年8月8日在13:48

$ \ begingroup $
请参阅我的答案,以获取更难解决的问题的答案的一个版本,如果不使用math.SE,可能会在此stackexchange上传递要求!
$ \ endgroup $
– Dilip Sarwate
13年8月8日在13:51

$ \ begingroup $
@DilipSarwate:您已经拥有我的+1。谢谢,很好的答案。同意数学。SE家伙会感到震惊。没关系,我们是工程师。 :-)
$ \ endgroup $
– Peter K.♦
13年8月8日13:55

$ \ begingroup $
dsp.stackexchange.com/questions/14990/…
$ \ endgroup $
– jomegaA
20-2-3在20:37