フーリエ変換の問題

フーリエ変換の問題

■問題

偶関数

f (x) = { k L ( L 2 < x < L 2 ) 0 ( |x| L 2 )

フーリエ余弦変換 F c ( ω ) を求めよ.また, lim L 0 F c ( ω ) を求めよ.

■解答

F c (ω) ={ k Lω 2 π sin Lω 2 ( ω0) k 2π ( ω=0)

lim L 0 F c ( ω ) = k 2 π

■解き方

F c ( ω ) = 2 π 0 f ( x ) cos ω x d x

= 2 π 0 L 2 k L cos ω x d x

ω 0 のとき

= 2 π k L [ 1 ω sin ω x ] 0 L 2

= 2 π k L 1 ω sin L ω 2

= k L ω 2 π sin L ω 2

lim L 0 F c ( ω ) = lim L 0 k L ω 2 π sin L ω 2

= lim L 0 k 2 π sin L ω 2 L ω 2

= k 2 π

(∵ここを参照)

ω = 0 のとき

= 2 π 0 L 2 k L dx

= 2 π [ k L x] 0 L 2

= 2 π k L L 2

= k 2π

lim L0 F c (ω) = lim L0 k 2π = k 2π

●備考

lim ω0 F c (ω) = lim ω0 k Lω 2 π sin Lω 2

= lim ω0 k Lω 2 π sin Lω 2 Lω 2 Lω 2

= k 2π ( lim ω0 sin Lω 2 Lω 2 )

= k 2π

 

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最終更新日: 2026年8月13日