大工13秋《復變函式與積分變換》輔導十六

2022-03-14 01:22:25 字數 1149 閱讀 8017

主題:第七章傅利葉變換3-5節

學習時間:2023年1月13日-1月19日內容:傅利葉變換是一種對連續時間函式的積分變換,它通過特定形式的積分建立了函式之間的對應關係。

它既能簡化計算,又具有明確的物理意義,因而在許多領域被廣泛地應用,如電力工程,通訊和控制領域以及其他許多數學、物理和工程技術領域。本週學習要求及需要掌握的重點內容如下:

1、深刻理解傅利葉變換的性質

2、掌握一些簡單函式的傅利葉變換與逆變換的求法3、理解卷積的概念

4、了解卷積定理

5、知道相關函式的概念

基本概念:卷積及卷積定理

知識點:傅利葉變換的性質

第三節、傅利葉變換的性質

(要求達到「簡單應用」層次)

一、線性性質

設=, =,與是常數,則

同樣,傅利葉逆變換也有類似的性質,即

二、位移性質

同理,傅利葉逆變換也具有類似的位移性質,即。

證明:由傅利葉變換的定義可知

典型例題:

例、求的傅利葉變換

解:因為,由位移性質可知

三、微分性質

如果在上連續或只有有限個可去間斷點,且當時,,則。

證明:由傅利葉變換的定義知

典型例題:

例、已知函式,求。

解: 利用像函式的導數公式,有。

四、積分性質

如果當時,,則。

第四節、卷積定理與相關函式

(要求達到「領會」層次)

一、卷積

定義:設在上有定義,將積分稱為函式與的卷積,記為,即。

性質:交換律:

結合律:

分配率:

二、卷積定理

設都滿足傅利葉積分定理中的條件,且, ,則或典型例題:

例、求下列函式的卷積,其中,。

解:由定義

當時,當時,

所以三、相關函式

定義:對於兩個不同的函式和,則積分稱為兩個函式和的互相關函式,記作,即,而,顯然。

當時,積分稱為函式的自相關函式或簡稱相關函式,記作,即。

第五節、傅利葉變換的應用

一、傅利葉變換在解微分、積分方程中的應用

(知識點較難,不作為考點,如感興趣可自學)二、傅利葉變換在解數學物理方程中的應用

(知識點較難,不作為考點,如感興趣可自學)

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