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フーリエ変換

当サイトでは述語論理の記述を多用します。
一般の書籍・論文ではあまり見られない記号を使用する場合もありますので、 本サイトで使用する数学記号 を参照しながらご覧ください。

フーリエ変換

定義1. フーリエ変換

絶対可積分関数 \(f:\mathbb{R}\rightarrow\mathbb{C}\) について

\[ F(\omega)=\int^{\infty}_{-\infty}f(t)e^{-i\omega t}dt \]

によって定義される関数 \(F:\mathbb{C}\rightarrow\mathbb{C}\) を \(f\) のフーリエ変換という.

定義2. フーリエ逆変換

絶対可積分関数 \(f:\mathbb{R}\rightarrow\mathbb{C}\) および \(f\) のフーリエ変換 \(F:\mathbb{C}\rightarrow\mathbb{C}\) について

\[ \frac{1}{2\pi} \int^{\infty}_{-\infty}F(\omega)e^{i\omega t}d\omega \]

を \(f\) のフーリエ逆変換という.

定理1. フーリエ逆変換の各点収束

任意の絶対可積分関数 \(f:\mathbb{R}\rightarrow\mathbb{C}\) および \(t_0\in\mathbb{R}\) について,

\(f\) が \(\mathbb{R}\) で区分的に滑らかであり \(t_0\) において半微分可能であるならば,

\(f\) のフーリエ逆変換は \(t_0\) において

\[ \frac{f(t_0-0)+f(t_0+0)}{2} \]

に収束する.