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transformée de Fourier

Posté par
jakob210
04-06-07 à 20:09

salut, j'aimerai bien savoir comment calculer la transformée de Fourier de f(x)=(sinx)/x et bien sur f(x) appartient à L2,et merci pour votre aide.

Posté par
fusionfroide
re : transformée de Fourier 04-06-07 à 20:19

Salut

Tu as du mal à calculer l'intégrale, c'est ça ?

Tu peux écrire ton début ?

Posté par
fusionfroide
re : transformée de Fourier 04-06-07 à 20:31

Moi j'ai : 4$\mathbb{F}f(x)=\Bigint_{\mathbb{R}} \frac{sin(t)}{t}exp{-2i\pi xt}dt

Tu peux remarquer alors que 4$\frac{sin(x)}{x} = \Bigint_0^1 cos(xy)dy et appliquer Fubini.

J'essaie de voir ce que ça donne.

Posté par
fusionfroide
re : transformée de Fourier 04-06-07 à 20:35

hum ça pas l'air de marcher !

Si quelqu'un a une idée

Posté par
kaiser Moderateur
re : transformée de Fourier 04-06-07 à 20:46

Bonsoir à tous

a priori, on ne peut pas définir l'intégrale comme ça (la fonction n'est pas intégrable). On est obligé, de passer par une suite de fonctions qui converge vers la fonction \Large{x\mapsto \frac{\sin(x)}{x}} dans \Large{L^{2}}. Il me semble que l'on peut prendre \Large{f_{\varepsilon}(x)=\frac{ sin(x)}{x}e^{-\varepsilon x^{2}}}.

Il suffira alors de calculer la transformée de Fourier de cette fonction et de faire tendre \Large{\varepsilon} vers 0.

Kaiser

Posté par
fusionfroide
re : transformée de Fourier 04-06-07 à 21:09

Salut kaiser !

C'est astucieux, je ne connaissais pas !

Posté par
kaiser Moderateur
re : transformée de Fourier 04-06-07 à 21:17

En fait, on n'a pas vraiment le choix car dans le cas général d'une fonction de carré intégrable mais non intégrable, on doit passer par des suites de fonctions de \Large{L^{1}\bigcap L^{2}} qui tendent vers notre fonction au sens \Large{L^{2}} (car la transformée de Fourier d'une telle fonction est pratiquement définie ainsi).

Kaiser

Posté par
fusionfroide
re : transformée de Fourier 04-06-07 à 21:21

Je ne peux qu'acquiescer !

Posté par
kaiser Moderateur
re : transformée de Fourier 04-06-07 à 21:25

OK !

Kaiser

Posté par
jakob210
transformée de Fourier 05-06-07 à 02:12

merci Kaiser, en fait j'ai essayer de calculer TF( f)= sin x/x  exp(-x2)exp (-ixt)dx mais ca marche pas , j'ai essayer avec integration par partie mais,si vous pouver me donner une indication pour calculer cette integrale je vous remercis infiniment.

Posté par
kaiser Moderateur
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 12:13

cette transformée de Fourier ne se calcule pas directement (sinon, ça serait trop facile ! )
Il faudrait par exemple, essayer de calculer la dérivée de cette transformée de Fourier.
Autre chose : je crois que je me suis trompé !
Il faudrait plutôt considérer \Large{f_{\varepsilon}(x)=\frac{%20sin(x)}{x}e^{-\varepsilon |x|}}

car sinon, on est un peu embêté pour calculer la limite.

Kaiser

Posté par
fusionfroide
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 15:14

Salut kaiser

Pourquoi aurait-on un problème de limite ?

\Large{f_{\varepsilon}(x)=\frac{ sin(x)}{x}e^{-\varepsilon x^{2}}} converge bien vers 4$\frac{sin(x)}{x} quand \epsilon tend vers 0 non ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 15:57

Salut fusionfroide

Le problème ne se pose pas à ce niveau mais plus loin : je me retrouve à devoir calculer la limite d'une certaine intégrale à paramètre mais je me retrouve bloqué dans le calcul de cette limite.

Kaiser

Posté par
fusionfroide
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:02

ok

Posté par
Rouliane
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:22

Bonjour,

Citation :
dans le cas général d'une fonction de carré intégrable mais non intégrable


On n'a pas 3$ L^2 \subset L^1 ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:24

non !
contre-exemple :

f(x)=0 si |x|<1 et f(x)=1/x sinon.

f est de carré intégrable mas intégrable.


Kaiser

Posté par
Rouliane
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:25

non je dois dire des betises vu que la fonction 1/t sur [1,+oo[ contredit ça.

mais il me semble que c'est vrai sous certaines conditions, non ?

Posté par
Cauchy
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:25

Salut,

ca marche si la mesure est finie

Posté par
Rouliane
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:26

Ok, merci kaiser.

Mais il me semble avoir déjà lu un théorème sur l'inclusion des L^p c'est moi qui divague ou pas ?

Posté par
fusionfroide
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:26

Salut Rouliane.

Pour toi, L^p c'est l'espace quotienté par N_p ou alors l'espace des fonctions telles que \Bigint_X |f|^pdm < +\infty ?

Posté par
Rouliane
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:26

ok merci Cauchy.

et là c'est quoi la mesure ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:26

Cauchy> vient de donner la réponse !

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:27

Rouliane > mesure de Lebesgue

Kaiser

Posté par
Rouliane
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:27

pou rmoi c'est l'espace des classes de fonction de puissance p intégrables, donc le 2 ème cas ( mais c'est pas pareil que le premier ? )

Posté par
Rouliane
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:28

elle est donc infinie la mesure de Lebesgue ?

Posté par
Cauchy
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:28

Et on a même si p<q,Lq inclus dans Lp dans ce cas là.

Posté par
kaiser Moderateur
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:29

Rouliane > dans ce cas, oui !

Kaiser

Posté par
Cauchy
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:29

Bien elle est sigma-finie mais pas finie.

Tu prends [-n,n] qui est de mesure 2n,et bien ca tend vers l'infini avec n.

Mais tu peux écrire R comme réunion dénombrable d'ensembles de mesures finis.

Posté par
fusionfroide
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:32

Citation :
pou rmoi c'est l'espace des classes de fonction de puissance p intégrables, donc le 2 ème cas ( mais c'est pas pareil que le premier ? )


Non ce n'est pas pareil

Posté par
Rouliane
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:40

ok merci.

je maitrise pas trop ces trucs là, j'avais à peu près capté les fonctions mesurables, mais les mesures de Lebesgue, etc fautdrait que je revois ça

Posté par
Cauchy
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 16:44

On les identifie ces espaces en fait,on parle sans préciser d'une fonction dans Lp et de sa classe.

Posté par
jakob210
transformée de Fourier 05-06-07 à 19:33

je pense que meme la fonction f(x)que Kaiser viens de donner ca marche pas

Posté par
kaiser Moderateur
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 20:02

ça ne marche pas ou bien tu n'arrives pas à aboutir ?
Pour ma part, je tombe sur un résultat plutôt satisfaisant.

Où ça coince exactement ? Dans le calcul de la transformée de Fourier de la fonction \Large{f_{\varepsilon}} ? Si c'est le cas, as-tu dérivé comme je te l'avais indiqué dans mon message de 12h13 ?

Kaiser

Posté par
jakob210
transformée de Fourier 05-06-07 à 20:11

je derive fapres j'integre  n'es pas ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : transformée de Fourier 05-06-07 à 20:15

En fait, après avoir dérivé (entre parenthèses, en utilisant le théorème de dérivation sous le signe intégrale), tu tombes sur une intégrale que tu peux calculer explicitement. Ce n'est qu'à ce moment qu'il faudra intégrer.

Kaiser

Posté par
jakob210
transformée de Fourier 03-07-07 à 01:55

salut!

Citation :
posté par :  kaiser (Modérateur)
non !
contre-exemple :

f(x)=0 si |x|<1 et f(x)=1/x sinon.

f est de carré intégrable mas intégrable

En effet ,cette fonction est dans l'espace L1 et L2.Pour contre exemple on peut prendre la fonction sinx/x qui est de carre sommable mais pas integrable.

Posté par
JJa
re : transformée de Fourier 03-07-07 à 07:57

Bonjour,

je ne pense pas qu'il y ait lieu d'aller chercher des choses compliquées : cette intégrale se ramène sans grande difficulté à un genre d'intégrale impropre bien connue ( intégrale de sin(t)/t entre 0 et +infini )

transformée de Fourier

Posté par
kaiser Moderateur
re : transformée de Fourier 03-07-07 à 20:01

Bonjour JJa

Tout dépend de ce que l'on a comme définition de la transformée de Fourier.
En effet, pour ma part, la transformée de Fourier est définie dans le cadre de l'intégrale de Lebesgue (donc on ne parle pas de semi-convergence) pour une fonction intégrable (et non pas pour les fonctions f telles que \Large{t\mapsto f(t)e^{itx}} possède une intégrale convergente et ce pour tout x) et pour les fonctions de carré intégrable (par prolongement).
Ici, il se trouve que ça marche.
Plus précisément, la transformée de Fourier de la fonction est égale à l'intégrale de la fonction multipliée par l'exponentielle complexe. Maintenant, est-ce le cas de manière générale ? (je ne connais pas la réponse)

Kaiser

Posté par
JJa
re : transformée de Fourier 04-07-07 à 07:41

Bonjour à tous,

beaucoup de choses ont été dites dans cette longue discussion et je suis bien d'accord avec les interventions qui tendent à resituer la question posée dans un cadre plus général, par exemple ce qu'a très bien dit Kaiser (que je salue à cette occasion) : qui donc ne serait pas d'accord ?
Mais, c'est comme pour un paquet cadeau : il y a le contenu et l'emballage. En l'occurence, le contenu aurait du être le résultat souhaité, c'est à dire la transformée de Fourier demandée, écrite noir sur blanc.
Mais, malgré un très bel emballage, le paquet cadeau restait vide. C'est pour cela que je me suis permis d'intervenir d'une façon passablement terre-à-terre.
On dit "qui peut le plus peut le moins". A mon sens, le "moins" est d'aboutir au résultat. Bien sûr, le "plus" est aussi d'aboutir au résultat, mais en se plaçant dans le meilleur cadre théorique possible.
Il est évident que ma réponse se plaçait dans un cadre théorique pauvre et étroit. Et c'était tout à fait volontaire. Ma première phrase était claire : "Je ne pense pas qu'il y ait lieu d'aller chercher des choses compliquées". Je suis bien d'accord qu'un meilleur emballage aurait été le bienvenu et j'aurais pu le faire. Mais était-ce vraiment ce que demandait jakob210 à l'origine de la question posée ?
Ensuite, que la discussion dérive sur des questions théoriques intéressantes, on s'en félicite. Mais, comme on dit "ne mettons pas la charrue avant les boeufs".

Posté par
Tigweg Correcteur
re : transformée de Fourier 04-07-07 à 11:44

Bonjour à tous,

sans vouloir te contredire sur le fond JJa (je suis d'accord avec toi sur le fait d'apprendre à viser l'efficacité avant les raffinements), je ne pense pas que la théorie ne soit qu'un emballage:
elle peut servir à savoir si un résultat est juste ou faux, par exemple.

En l'occurence, la question posée par Kaiser me semble pertinente:
si on applique une méthode de calcul à un exemple qui ne rentre pas dans le cadre d'application théorique et qu'on trouve malgré tout un résultat, que peut-on bien en déduire? Et la réponse trouvée est-elle bien la "bonne"?

Cordialement,
Tigweg

Posté par
JJa
re : transformée de Fourier 04-07-07 à 13:22

Bonjour Tigweg,

OK, l'image du paquet cadeau et de son emballage peut choquer, je le comprends bien.
Mais que souhaitait exactement jakob210 ? qu'on lui indique une méthode simple pour trouver la transformée de la fonction en question, ou bien attend-t-il une démonstration de plus haut niveau ?
Quoi qu'il en soit, la méthode je j'ai indiquée n'est pas sans fondement théorique. Bien sûr, elle part de la définition de transformation de Fourier que l'on voit avant même de connaître l'intégrale de Lebesgue. Mais n'était-ce pas suffisant en l'occurence ? Jakob210 pourrait nous le dire.
De plus, se ramenant à un genre d'intégrales connues, je ne vois pas quel doute on pourrait avoir sur le fait que le résultat trouvé est bien le bon.
On est bien d'accord que, d'une façon plus générale et pour d'autres fonctions, il aurait été légitime de se poser des questions plus fondamentales : je n'ai jamais dit que la question posée par Kaiser n'était pas pertinente (ni impertinente !). Bien au contraire, je la trouve très pertinente pour aller au delà de la simple question initialement posée par Jakob210.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : transformée de Fourier 04-07-07 à 17:21

C'est parfait JJa, tant que tu es sûr que la réponse trouvée par ce procédé est nécessairement la bonne.

Tigweg

Posté par
kaiser Moderateur
re : transformée de Fourier 04-07-07 à 20:46

Bonsoir à tous

OK, dans ce cas, tout va bien.
Comme tu le soulignes, JJa, reste à savoir ce qu'en pense jakob210 !

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : transformée de Fourier 05-07-07 à 01:15

Hey, un revenant il me semble!
Salut Tigwe(b)g !!

Posté par
Tigweg Correcteur
re : transformée de Fourier 05-07-07 à 13:17

Salut H_aldnoer, comment vas-tu?
(Tu peux remercier Nicolas75, c'est lui qui m'a donné envie de revenir! )
Tu as réussi tes examens?

Tigweg

Posté par
H_aldnoer
re : transformée de Fourier 05-07-07 à 18:34

Cava!
C'est bon de retrouver certains membres !!

Alors pour mes exams, ça c'est assez bien passé mais j'ai quand même du pain sur la planche pour l'année prochaine (la dernière pour la licence). J'espère pouvoir conter sur ton aide dans l'ile !!

A+

Posté par
H_aldnoer
re : transformée de Fourier 05-07-07 à 18:34

compter*

Posté par
Tigweg Correcteur
re : transformée de Fourier 05-07-07 à 22:05

Eh bien tant que j'y suis, y a pas de soucis, H!


TigweG



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