工程数学 积分变换 第四版 课后习题答案

  • 格式:doc
  • 大小:233.50 KB
  • 文档页数:6

工程数学 积分变换(第四版 张元林 编)课后习题答案编辑者:余小龙 第一章:Fourier变换 习题一解答 1、证:利用Fourier积分变换的复数形式,有 

dedeftftjj)(21)(



dedjftj)sin)(cos(121





dtjtjba)sin(cos)()(

2

1

由于 )()(aa, )()(bb, 所以 tdbtdatfsin)(21cos)(21)(

tdbtdasin)(cos)(

0

注:本题也可以由Fourier积分公式的三角形式得到证明。 2、解:(1)此题亦可写成.0,1)(2ttf.1;1tt它是一个连续的偶函数,利用Euler公式和分部积分法,由Fourier积分公式的复数形式,有 dedeftftjj)(21)(dedtj102cos)1(

1



detj10232sinsin2cos2sin1

=detj3)cos(sin21 =dtjt)sin(coscossin23 



tdcoscossin403

(2)函数)(tf为一连续函数,用类似于(1)的方法,有 dedeftftjj)(21)(dedeetjj

02sin

2

1

dedetjj0)1(2sin

2

1





dejjetjj02)1(

412cos22sin)1(21

dejtj25221

2

dtjtjjj)sin(cos

2)5(2)5(

2)5(1

222

dtjtjtt222224)5(cos2sin)5(sin2cos)5(1

dtt432625sin2cos)5(2

(3)可以看出)(tf为奇函数,且-1,0,1为其间断点。因此,在)(tf的连续点处,有 dedjfdedeftftjtjjsin)(21)(21)(

dedjdedfjtjtj100sinsin)(





0sincos12

sincos11)sin(coscos1tdtddtjtj

而在)(tf的间断点1,0,10t处,左边的)(tf应以))0()0((2100tftf代替。 注:以上三小题,都可利用Fourier积分公式的三角形式而求得结果。 3、解:(1))(tf为一连续偶函数,由Fourier积分公式的三角形式,有 0)(cos)(1)(ddtftf

0)sinsincos(cos1ddtte



ddet00coscos2

1

=0022cos)sincos(2tde 022cos2td

由此可得0222)(2costetfdt (2))(tf为连续偶函数,有Fourier积分公式的三角形式,有 0)(cos)(1)(ddtftf

0)sinsincos(coscos1ddtte



ddte0coscoscos

1



tddecoscoscos10



tddecos))1cos()1(cos(21200







tdeecos)1(1))1sin()1()1cos(()1(1))1sin()1()1cos((100202

=042022cos422cos)1(11)1(111tdtd 由此可得 tetftdtcos2)(2cos42042

 (3))(tf为一连续的奇函数,由Fourier积分公式的三角形式,有 0)(cos)(1)(ddtftf

0)sinsincos)(cos(1ddttf



tddsinsinsin2100



00sin))1cos()1(cos(2121tdd



000sin1)1sin(1)1sin(1





td

0sin)1)1sin(1)1sin((1



td

02sin1sin2





td

由此可得





,0,sin2)(2sin1sin02ttftd



.;tt

注:以上三小题都可以由Fourier积分公式的复数形式获得结果。 4、解:根据Fourier正弦积分公式,并利用分部积分法,有 

00sinsin)(2)(tddftf





00sinsin2tdde

0022sin)cossin(2tdet

022.sin2td

根据Fourier余弦积分公式,同理可得 

00coscos)(2)(tddftf





00coscos2tdde 0022cos)cossin(2tdet

022.cos2td

习题二解答 1、 解:根据Fourier变换的定义,有 )(FF [)(tf] ).1()(0jtjtjdjAdtedtetf 2、 证:因为)(tf与)(F是一个Fourier变换对,即 )(F=,)(dtetftj deFtftj)(21)(。

如果)(F为奇函数,即)()(FF,则 deFtftj)()(21)(

deFtj)()(

2

1

(令u) dueuFjut)(21 (换积分变量u为) deFtj)(21 =)(tf。 所以)(tf亦为奇函数。 如果)(tf为奇函数,即)(tf=)(tf,则 dtetfFtj)()()(

=dtetftj)()( (令ut) =dueufuj)(