• ベストアンサー

デルタ関数のフーリエ変換について

デルタ関数のフーリエ変換後の波形について質問です よく見かけるδ(t)のフーリエ変換は1になり、実部で周波数軸に平行の波形になるのはわかるのですが t=aの位置にデルタ関数のあるδ(t-a)のフーリエ変換後は波形はどうなるのでしょうか? 私の計算結果だと実部はcos関数、虚部はsin関数になるのですが ある参考書を見たところ定数になっていて、何が正しいのか不明な状況です。 詳しい方がいらっしゃいましたら、是非ご教授お願い致します。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
noname#108260
noname#108260
回答No.3

>単純にa点のみで無限大、他は0になります。単純な時間シフトです。 >絶対値的に見れば値は一定で、位相だけ変わる、と言う見かたもできます。 上記訂正というか補足します。 時間軸ではa点無限、その他0 周波数軸では絶対値一定で位相は周波数に対し線形に遅れる =実部、虚部は三角関数になる。

Macchomu
質問者

お礼

ご回答ありがとうございます。 確かに参考書にも『振幅一定で、位相が線形に変わる』と記載されていましたが、そういうことだったのですね。 おかげで納得できました! ありがとうございました。

その他の回答 (2)

回答No.2

δ関数の規則にしたがって普通に積分するだけなので ∫[-∞~∞] δ(t-a) e^{iωt} dt = e^{iωa} = cos(ωa) + i sin(ωa) 逆変換になってしまいますが、 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%83%BC%E3%83%AA%E3%82%A8%E5%A4%89%E6%8F%9B#.E5.88.86.E5.B8.83 の25番。

Macchomu
質問者

お礼

やはり私の言った通り実部はcos関数、虚部はsin関数という考えでよろしででょうか? ちなみに >∫[-∞~∞] δ(t-a) e^{iωt} dt = e^{iωa} = cos(ωa) + i sin(ωa) ではなく  ∫[-∞~∞] δ(t-a) e^{-iωt} dt = e^{-iωa} = cos(ωa) - i sin(ωa) ではないでしょうか? ご確認お願い致します。

noname#108260
noname#108260
回答No.1

単純にa点のみで無限大、他は0になります。単純な時間シフトです。 絶対値的に見れば値は一定で、位相だけ変わる、と言う見かたもできます。

Macchomu
質問者

お礼

ご回答ありがとうございます。 >絶対値的に見れば値は一定 とは波形でいうとF(ω)=1で一定ということでしょうか? その場合、回答番号No.2様の計算結果が間違えないと考えると、矛盾するのではないでしょうか?

関連するQ&A

  • フーリエ変換の振幅について教えてください。

    エクセルアドインを使って下記サイン波をフーリエ変換しました。 振幅3mm、周波数4Hz、サンプリング周波数256Hzの波形であり、 つまり、フーリエ変換したい波形は3×SIN(2×PI()×4)です。 アドインでフーリエ変換を行い、出てきた複素数の絶対値つまり√(実部^2+虚部^2)を計算すると3を示すと思っていたのですが、実際は周波数4Hzで384 という値になりました。 周波数分析して周波数4Hz時の振幅が3となるようにするには振幅はどう計算すればよいのでしょうか?またいろいろな振幅や周波数の混ざったランダム波でも各周波数での振幅を求めるにはどう計算したらよいのでしょうか?素人ですが教えてください。

  • フーリエ変換

    画像中の2段目の式(B(t)のフーリエ変換)はどのようになるでしょうか. 1段目の式はB(t)の定義を表し, 3段目の式は2段目の式がこうなってほしいなぁという私の願望です. なお, tは時刻, オメガは角周波数, iは虚数, デルタは定数とします. また, Rは虚数の実部を指す記号とします. A(オメガ)は実数関数で偶関数とします. 以前も同様の質問をしたのですが, そのときの回答者様の回答を参考に自分なりに計算した結果, 2段目の式は, A(オメガ)cos(デルタ), となりました. しかし, この2段目の式はある物理現象を表したものなのですが, その物理現象の実験結果から考えると, B(t)のフーリエ変換は画像の3段目の式になってほしいのです. やはり2段目の式はA(ω)cos(デルタ)なのでしょうか. 何かの仮定やうまい計算方法を利用すれば, 3段目の式が答えになるのでしょうか. お力を貸して頂ければ嬉しいです. 宜しくお願いします.

  • フーリエ変換が恥ずかしながらできません

    波形X(t)=10cos(1000t+π/3)+20cos(2000t+π/6)をフーリエ変換して帯域幅のfmを求めて最大許容サンプリング間隔Tsを得たいのですが、自分がフーリエ変換してみると、デルタ関数が四つ出てきてうまくfmが求まりません。自分のやり方が間違っているようなので、アドバイスを下さい。

  • 音の逆フーリエ変換

    音のデータをFFTし、目的の周波数帯を削ってRFTするソフトを作っています。しかし、実部の削り方は分かっても、虚部のどこを削ると、目的の周波数帯を削ることができるのか分かりません。あるいは虚部には触れなくてよいのでしょうか。実部だけ目的の部分を削ってRFTすると、意外な音が聞こえてきました。 音声加工、(逆)フーリエ変換について教えてください!

  • 画像の離散フーリエ変換

    現在画像の離散フーリエ変換をしており、 「c言語で学ぶ実践画像処理」という本には、 水平方向に1次元の離散フーリエ変換をした後、垂直方向に1次元の離散フーリエ変換をすれば良いと書いてあるのですが、 疑問があります。 最初に実部用の配列と虚部用の配列を用意します。 原画像を水平方向に離散フーリエ変換します。 そうすると、初めに用意した実部、虚部用の配列に値が入ります。 ここからさらに垂直方向の離散フーリエ変換をすると、 実部の垂直方向の離散フーリエ変換から実部と虚部が出て、 虚部の垂直方向の離散フーリエ変換から実部と虚部が出て、最終的には実部用の配列が2個、虚部用の配列が2個必要で、 ここからどうやって離散逆フーリエ変換や、振幅スペクトルを求められるのだろうかと混乱しております。 水平方向に1次元の離散フーリエ変換をした後、垂直方向に1次元の離散フーリエ変換はどのようにすれば良いのでしょうか? よろしくお願いいたします。

  • 離散フーリエ変換

    フーリエ変換を計算機で扱う場合について聞きたいです。 ある関数(例えばsin(x))を離散フーリエ変換しようとして、まずxを0.1ずつ増やしながらsin(x)をサンプリングします。これを虚部を0として複素数にします。 この後、複素数のフーリエ変換を行い結果が得られます。 と、ここまでは正しいと思うのですが、 その後が分かりません。 文献などに載っているフーリエ変換後のグラフは、横軸が周波数νで、縦軸がf(ν)です。 このグラフと合うようにするには 横軸・縦軸には何をとればいいのでしょうか? 横軸が周波数って言うのは、この場合は1/0.1のことでしょうか? 教えて頂きたいです。お願いします。

  • 複素フーリエ変換の位相について

    画像のとおり位相0度から始まるA列の正弦波を複素フーリエ変換しました。 その実部、虚部のグラフがReal、Imagです。 虚数のみ正弦波の周波数のところにピークがあって、実部は0です。つまりこれは位相が90度又は-90度という事になります。 試しに45度から始まる正弦波を複素フーリエ変換すると、上記は-45度になりました。 フーリエ変換の位相というのはそれぞれの周波数成分を正弦波として開始時の位相を求めるものと思っていましたが、実は余弦波だとしているという事なのでしょうか?

  • 特殊関数のフーリエ変換

    関数f(t)=const*|t|^(-1/2)をフーリエ変換することを考えます。 constは任意定数です。 このようなt=0で無限大に発散する関数を数値的に フーリエ変換する場合の一般的手法をご存知の方がいらしたら、 ご教示いただけないでしょうか?

  • フーリエ変換

    「高校数学で分かるフーリエ変換」という本(ブルーバックス)内の記述に関する質問です。 当方は初学者ですので,とんちんかんな質問があると思いますが,よろしくお願いします。 質問の前提となる記述は次のとおりです。  ある振動数fの電界の波がE(f)のサイン波なので,E(f)=exp(-a(f-f0)^2 × sin(-ωt)  このサイン波を全振動数に関して足すと(積分すると)時間軸上の電界パルスE(f)ができる。  E(t)=∫(exp(-a(f-f0)^2 × sin(-ωt))df     =∫(exp(-a(f-f0)^2 × Im[exp(-iωt)])df    最終的に,E(t)とE(f)の関係がフーリエ変換になっている。 質問です。 1 本を読む限り,「ある関数f(t)をフーリエ変換する場合,exp(-iωt)をかけて,時間で積分する。」と理解できるのですが,上記の式は,exp(-iωt)をかけて,時間で積分した形跡がないのにどうしてフーリエ変換したことになるのでしょうか。 2 振動数の関数を時間の関数にするために,F(t)=∫g(f)exp(iωt)dfをフーリエ逆変換との記述を見たことがありますが,正しいでしょうか。正しいとするなら,1はフーリエ逆変換なのでしょうか。 (式の前に1/2πなどが付くことがありますが,省略しています。) 3 E(t)=∫(exp(-a(f-f0)^2 × sin(-ωt))df     =∫(exp(-a(f-f0)^2 × Im[exp(-iωt)])df  sin(-ωt)df=Im[-ωt] この意味が分かりません。Imは複素数の虚部を表しているとは思うのですが・・・。  以上,要領を得ない質問ですがよろしくお願いいたします。

  • フーリエ変換についてのコト

    初歩的なことだとは思うんですが、、、 f(t)がフーリエ”級数”展開可能なときは、 A_0(定数) , A_n・sin(nωt + θ_n) (n=1,2,3……) の重ね合わせでf(t)を表現できますよね。 つまり、基本角周波数ωの整数倍の角周波数を持つ 正弦波の重ね合わせでf(t)を表現できますよね。 では、「フーリエ”変換”可能な関数f(t)は、 A(ω)・sin(ωt + θ) ( ωは実数全体 、A(ω)とθはωに対して定まる実数 ) の重ね合わせで表現できる。」というのは正しいですか? 正しいような気がしているのですが、どうもハッキリと明言している 本が見つからなくて、確信が持てないでいます。 また、もし正しいとするなら、以下のことは正しいですか? これも正しいような気がしているのですが、 明言している本が見つからないんです。 ----------- F(ω)をf(t)のフーリエ変換とします。、 「|F(ω)|は、f(t)を構成しているA(ω)・sin(ωt+θ)の 振幅A(ω)を表している。つまり、|F(ω)| = A(ω)」 ということでいいんでしょうか? また、「arg{F(ω)} = θ」ということでいいんでしょうか?