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[求助] 从离散傅立叶变换推导连续傅立叶变换,求点评

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发表于 2014-8-10 22:39:30 | 显示全部楼层 |阅读模式

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离散傅里叶变换
连续傅立叶变换
不知道推导对不对,硬是凑合着和维基上的公式对应上了,似乎最后一步有问题?

$N$点序列\({\left\{ {x[n]} \right\}_{0 \le n < N}}\)的离散傅立叶变换(DFT)为:
$$\hat x[k] = \sum\limits_{n = 0}^{N - 1} {{e^{ - i\frac{{2\pi }}{N}nk}}x[n]}$$
其中,$0 \le n < N$,$0 \le k < N$,$\hat x[k]$与$x[n]$的周期都为$N$

现在将其连续化,设函数$f(t)$的周期为$T$,且其连续傅立叶变换$F(w)$存在
其中,$t \in [0,T],w \in [0,2\pi ]$
令\(N \to  +\infty\),将$t$所在区间划分成$N$个微元$dt = \frac{T}{N}$,则:
\begin{eqnarray*}
  &&n = \frac{t}{{dt}} = \frac{{Nt}}{T} \Leftrightarrow t = \frac{{nT}}{N} \\
  &&w = \frac{k}{N} \cdot 2\pi  \Leftrightarrow k = \frac{{wN}}{{2\pi }} \\
  &&x[n] = f(t) = f(\frac{{nT}}{N}) \\
  &&\hat x[k] = F(w) = F(\frac{{2\pi k}}{N})
\end{eqnarray*}
得:
\begin{eqnarray*}
  &&F(w) = \hat x[k] = \sum\limits_{n = 0}^{N - 1} {{e^{ - i\frac{{2\pi }}{N}nk}}x[n]} \quad (N \to  + \infty ) \\
  &&= \sum\limits_{t = 0}^T {_{step  \frac{T}{N}}{e^{ - i\frac{{2\pi }}{N}\frac{{Nt}}{T}\frac{{wN}}{{2\pi }}}}f(t)} \\
  &&= \sum\limits_{t = 0}^T {_{step  \frac{T}{N}}{e^{ - i\frac{{wtN}}{T}}}f(t)} \\
  &&= \frac{N}{T} \cdot \int_0^T {{e^{ - i\frac{{wtN}}{T}}}f(t)dt} \\
  &&= \frac{N}{T} \cdot \int_{ - T/2}^{T/2} {{e^{ - i\frac{{wtN}}{T}}}f(t)dt}
\end{eqnarray*}
令\(T \to N \to +\infty\),即得连续傅立叶变换:
$$F(w){\rm{ = }}\int_{ - \infty }^{{\rm{ + }}\infty } {{e^{ - iwt}}f(t)dt}$$
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
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