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()edsindπ0π021cossindπ0tftFFtt1=
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
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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
故
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