积分变换课后答案Word版

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1-1 1. 试证:若ft满足Fourier积分定理中的条件,则有 dd00cossinftatbt

其中ddππ11cos,sin.afbf 分析:由Fourier积分的复数形式和三角形式都可以证明此题,请读者试用三角形式证明. 证明:利用Fourier积分的复数形式,有

jjeed

π

1

2ttftf









jjded

π

11

cossin2tf





jjd1cossin2abtt



由于,,aabb所以 dd11cossin22ftatbt

dd00cossinatbt

2.求下列函数的Fourier积分:

1)2221,10,1ttftt; 2) 0,0;esin2,0ttfttt

3) 0,11,101,010,1ttfttt 分析:由Fourier积分的复数形式和三角形式都可以解此题,请读者试用三角形式解.

解:1)函数2221,10,1ttftt为连续的偶函数,其Fourier变换为

j21()[()]()ed2()cosd2(1)cosd00tFftfttftttttt





F 整理为word格式

12

2330

sin2cos2sinsin4(sincos)2tttttt



(偶函

数) f(t)的Fourier积分为

j311()()ed()cosd02ππ4(sincos)cosd0πtftFFtt







2)所给函数为连续函数,其Fourier变换为 jjω()()edesin2ed0tttFftftttt





F

2j2jj(12jj)(12jj)ee1eed[ee]d02j2j0tttttttt



(12jj)(12jj)01ee2j12jj12jjtt





2

24252jj1121(2)j1(2)j256







(实部为偶函数,虚

数为奇函数) f (t)的Fourier变换为

j1()ed2πtftF



2

24252j1cosjsind2π256tt









22

2424224

5cos2sin5sin2cos11ddπ256π2565cos2sin2dπ0256tttttt







 这里用到奇偶函数的积分性质. 3)所给函数有间断点-1,0,1且f(-t)= - f(t)是奇函数,其Fourier变换为

j()()ed2j()sind0tFftfttfttt





F 整理为word格式

12j(cos1)2j1sind0tt

(奇函数)

f(t)的Fourier积分为

jj()edsindπ0π021cossindπ0tftFFtt1=

2

其中t-1,0,1(在间断点0t处,右边f(t)应以00002ftft代替). 3.求下列函数的Fourier变换,并推证下列积分结果: 1)e(0),tft证明:22cosπde;02tt

2)()ecostftt,证明:242πcosdecos;042ttt 3)sin,π()0,πttftt,证明:2πsin,πsinπsin2d010,πtttt 证明:1)函数etft为连续的偶函数,其Fourier变换为 jeed2ecosd0tttFftttt









F

22220ecossin22ttttt



再由Fourier变换得

j22112edcosd2ππ0tftFtt 即 22cosπde02tt

2)函数ecostftt为连续的偶函数,其Fourier变换为 jj()edecosedtttFftttt



 整理为word格式

jjjeeeed2ttttt





(1jj)(1jj)(1jj)(1jj)001edededed200tttttttt







(1jj)(1jj)(1jj)(1jj)001eeee21jj1jj1jj01jj0tttt 2411111221jj1jj1jj1jj4





再由Fourier变换公式得

2j41112()edcosdcosd2ππ0π04tftFFtt

即 242πcosdecos042ttt 3)给出的函数为奇函数,其Fourier变换为 ππjjππedsinedsincosjsindttFftttttttt



ππ002jsinsindjcos1cos1dtttttt



2sin1πsin1πsinsin2jsinjj1010111tt







-1j2112jsinπedcosjsind2π2π1tFFtt



F

20

sin,π2sinπsindπ10,πtttt





20

πsin,πsinπsin2d10,πtttt





4.求函数e0,0tftt的Fourier正弦积分表达式和Fourier余弦积分表达式. 解:根据Fourier正弦积分公式,并用分部积分法,有

00

2

sindsindπfttf

