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傅里叶变换:sinx\sin xcosx\cos x

What is the Fourier transform

专题
General / 综合
难度
L4

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What is the Fourier transform of sin(x),cos(x)\sin (x), \cos (x) ?

解析

以下以

F{f}(ω)=f(x)eiωxdx\mathcal{F}\{f\}(\omega)=\int_{-\infty}^{\infty} f(x)e^{-i\omega x}\,dx

为定义(结果是分布意义下的)。

因为

cosx=eix+eix2,sinx=eixeix2i,\cos x=\frac{e^{ix}+e^{-ix}}{2},\qquad \sin x=\frac{e^{ix}-e^{-ix}}{2i},

F{eiax}=2πδ(ωa)\mathcal{F}\{e^{iax}\}=2\pi\,\delta(\omega-a),所以

F{cosx}(ω)=π[δ(ω1)+δ(ω+1)],\boxed{\mathcal{F}\{\cos x\}(\omega)=\pi\bigl[\delta(\omega-1)+\delta(\omega+1)\bigr]}, F{sinx}(ω)=πi[δ(ω1)δ(ω+1)].\boxed{\mathcal{F}\{\sin x\}(\omega)=\frac{\pi}{i}\bigl[\delta(\omega-1)-\delta(\omega+1)\bigr]}.

不同傅里叶变换约定(是否带 2π2\pi1/2π1/\sqrt{2\pi})只会改变常数因子。