為什麼傅利葉變換具有對稱性?

時間 2021-06-21 12:04:02

1樓:張策

數學上也並不是巧合。

首先明確一點,對於實值訊號和有對稱性的純虛復訊號來說,其傅利葉變換是存在對稱性的,沒有對稱性的純虛訊號或非純虛復訊號來說不存在對稱性。

這個對稱性其實就是實值訊號傅利葉變換的乙個重要性質:共軛對稱。

推導的話大致如下:

因為任意乙個函式都可以表示成乙個奇函式和乙個偶函式的和。

而很容易通過將 這個形式帶入到傅利葉變換的公式中可以證明:奇函式的FT是奇函式,偶函式的FT是偶函式。

引入虛函式和實函式的概念的話,也很容易證明:實偶函式的FT是實偶函式,實奇函式的FT是虛奇函式;虛偶函式的FT是虛偶函式,虛奇函式的FT是實奇函式。

進一步的,自然就可以想到,即便函式本身不具備對稱性,實函式可以拆解為實偶函式+實奇函式,它的的FT是實偶函式+虛奇函式。我們知道傅利葉變換的結果是不能在一張圖裡面畫出來的,所以在實部和虛部兩張圖上,都可以看到對稱性。即實函式的傅利葉變換,其實部為頻率的偶函式,虛部為頻率的奇函式。

用以上的方法也可以證明,虛偶函式的頻譜為虛偶函式,虛奇函式的頻譜為實奇函式,結合以上實值訊號的頻譜對稱性可知,通常意義上的復訊號不具備對稱性。

ps: 如果將實值函式的FT表示為模和相位形式,結合函式的巢狀也很容易證明,模是偶函式,而相位是奇函式。

2樓:

真的要從物理本質上去解釋的話可以看看波動光學的東西,初中物理有說過小孔成像,如果不用幾何光學的東西去解釋,用波動光學的理論去解釋,那麼這個就是乙個傅利葉變換的例項;

你所說的對稱性可以從這個例子去思考一下,當然這只是我的個人觀點

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