偶関数
f (x) = { k L ( − L 2 < x < L 2 ) 0 ( |x| ≧ L 2 )
のフーリエ余弦変換 F c ( ω ) を求めよ.また, lim L → 0 F c ( ω ) を求めよ.
F c (ω) ={ k Lω 2 π sin Lω 2 ( ω≠0) k 2π ( ω=0)
lim L → 0 F c ( ω ) = k 2 π
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 L→0 F c (ω) = lim L→0 k 2π = k 2π
lim ω→0 F c (ω) = lim ω→0 k Lω 2 π sin Lω 2
= lim ω→0 k Lω 2 π ⋅ sin Lω 2 Lω 2 ⋅ Lω 2
= k 2π ( lim ω→0 sin Lω 2 Lω 2 )
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最終更新日: 2026年8月13日