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TRANSFORM EE de FOURIER

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Academic year: 2022

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Texte intégral

(1)

TRANSFORM EE de FOURIER

1) Petite bearish

'que

Rien de vnaimenl

rigour

eux dans ce

qui

sail !

Si

f

est

peiiodique

de

peiiode

T he's

grande

. Ou bien

f

que eco -que eh o -

faicg-fsmfth.tk ]

+ T-

pehiodicile

'. Zac se parse t'il

quand

c- + p ?

f-

Cx) = , Cn Cf

)

e

'

'

nx

avec Cn

Cfl

.-

if Ifa

, e-i

' - die

f

Cx )=

Fez fate

- i " "

di

e'

'

ah "

own , oui

wn=2

n , own =

A la le mile ( somme de Riemann )

fix

=

I ! It

fate - is " DL e''9"

dy

Si on pose

I

Cx)=

far

) e- " " du , aeons

flock It Icy

) e'is " dy .

2)

Dans

L' C

IR)

Si

f

E

L'

CIR), o-

definite

, t 3 CR

(3) is I ±fr these

- "

dsc

.

( Iesh la

transformed

de Fourier de

f

.

Proposition

I

Si

f

E L'(IR) alon

f

esh continue sun IR , elle head vers O a- e' y . On a

IIF Ho

E HfIt,

.

Dem

fade

- "

i3

est continue .

}

done par cu dom

I

est continue .

Ifcxse- "

I

e IfCall

i3

E C'

If (g) I

e

fr

IfCall da = Hfll, done

Iif

H - E Kfk , .

(2)

Soil Cfn

)

une suite dans

CL ?

IR) Lg Hf - fall , o . Alon It

f

-

In

K- =

ltffnll

- e Hf- fall, O

Done

In

f unit

.

FIB

Main 's next

is

e- " da =

[ fu ]

+

÷ !

.

ftxl

e- ''"

Sdx

3 3

=

it

Ents

).

I

Incest

Is

, "f

'd 's ¥

,

I

=

fin

,

EH

Zuelques f=

}

If

,,

examples ,j4

E

qui

nous servin = ooh

ein

}

In

-- o. DE

FBI

Ffg xscoscxesldx fog sins since

.

flock fc.ch

Dans- I

f {

On

%)

1-

(

> ox)0Ie-

e? la

,=sincepose=t'e-

(

"'a "suite.C-Iaeessixx2) )

I

,

aeons

aeons:§=pour S (

its

Hy

zaf

)

is f

(

]

x

?

a

Fcs I

(ol) )

f

=x=

(3)

e- 2x) E)t-='

)

"x-=

e L'

=fe-=C IT"C IR

Lie J ¥

ix,3

hit

.d -

=

"

!

)a

(

3If)daI,-IRe--"txtdaon

tf 3%1

da

)

=e-

! )

pose

fo

=

'

+i3,,

's

e-"idemondx

I

3"eeda

(3)

3=TD

fence

da2.==sSo=

'll If

=+en

÷

-- T

3)

g23. D=.t 3

fjffx

-

÷

es

I

2

(3)

)=e "sincet'"=3da}since,. On

(

a

FEGER )

. i

EaCas = e

i * x

(3)

Proposition

2

Soienl

f

, g E L (

"

IR)

tf I

, m E a ,

Iftar

= I

ftp.g

~ r v

fo

5

fo

S =

f

T

I

=

ITS

=

f

. Fat IR* ,

Tota

=

Fa

,

FOH

- n ya

taek

,

Taf

= e- a

f

Fa EIR ,

eat

= Tea

I

fig

=

fig

.

Towles ces

demonstrations

soot

facies

et Caisse 'g e- exercise .

Proposition

3

Soit

f

E L'CIR) .

2)

si

f

eh c' eh si

f

'c- L'

aeons f

O eh

F' (3)

= is

IG )

2) Si

Lf

Cx) =

ixfcxl

E L'CIR) , alon

I

est de Livable eh

I

' = -

LI

.

Dem

1) f (

x ) =

f

Cost

Iff

'C Hdl . Done

f

admel une finite en to . Comme

f

E L' CK) cette

Ci

mile ne

peut

entree que O.

fr fix

, e- '' " ' dx =

[

+

¥ Inf 'm

e- is " da =

fits )

2) I (5)

=

fr flat

e- its " dx .

Thon de'ni ration som e' in e'

grace

: 5 i→

flat

e- '

'5" est

derivable

, de define 'e -

ixfcxs

e- is " . I-

ixfcxs

e-its"

I

= ILf Call EL ! Done pan th - delineation :

I

"

(3)

=

fr

- in

flute

- is" do =

-1mL fees

e- it " dsc = -

tf (

51.

(4)

2)

La

clause YCIR )

On

dit qu

'

une

f

one lion

f

E C ( IR

)

est ai de' doin once

rapid

e si f k, n E IN,

I Mean

O

he Idk

I"

> k If

' "

call

s

Me

,n .

C 'est un s. e. r. de C - ( IR)

, note ' TCM .

On pose

Me

, n

(f)

=

s.yy.fr talk If

' "

cool

,

puis

S

(f)

=

I 2-

k t" min

(

I,

Me

,. Cfl

)

k,n E IN

eh en

fin DC fig )

= S

(

f -

g)

.

Proposition

4

1) d est une distance sun Y(IR) .

2) One suite

( f )

c TCR) converge pour d vers

f

E YARI si eh scale meal si

Liz

,

Me

, p

(

for-

f)

= O

Hh, p E IN.

3)

Y

est

complete

pour d .

Dem

s) On a la syme Erie e' vide moment . On a S

(

h th '

)

s Sch ) *

Sch

'

)

d'oui

line 'g

.

tniang

.

On a 8

(

h

)

= o

Mo

,.

(h)-- o

11h40

-- o h-- o .

2)

Si

fn d- of

, aeons

Me

, p

( fn

-

f )

e

2kt

r

d ( fn

,

f)

done

Me

, p

(

for-

f )

o .

Inverse ment, si cha que Mee

,p

( fn

-

f

)

I

>

0

, aeons For >o poisons

An

,n

=

¥=

,

2-

" +" min

(

I, Me, , ( fn- ft

)

E

I

Crtc ) .

De

plus

,

lion Arm

= O par

hypo

these .

La seki e

§ An

,n Comr . non male meat par

rapport

a' n , done

lion

,

dlfnif )

=

Lion

,

Ann

=

I lion

An,. = 0 .

Ainsifndsf

.

(5)

3)

Si

( fn )

c Y CK

)

est de

Cauchy

pour d

, aeons

( fn )

est de

Cauchy

pour It-

Ily

, done

fn

"

f

eh da coup

f

E

Coo

ar ).

Les suites

( f )

son anni de

Cauchy

pour It. He (

regard

a

No

,p (fn -f )

)

, done

elle

CVO

vers an

gr

E C: Cir ). Aimee , par les thin us nets

f

est C Pel

for

) =

GP

.

Aim i

f

esh c- .

Roshe a- moorhen que

f EYCK )

et que

fn f

.

HE

> o,

ttkcp

, F

Ne

, qp

to

him 7

Ne

,e,p

dlfn.fm )

s 2- teeth e .

=3 min

(

I, Me

, p Cfn-

fm ) )

s 2 " k d

( fun

,

fu )

e E at

Mean

(

fu,fm) = min

(

l ,

new (

fu-

f

m)

)

E E

On a aim i

lxlk If !

" cus -

flmmcxsl

s E Fx . En parran Loi la limit e sun m :

ixtle I f 'T

' (x) -

fc2.es/EEtx

, a

'-e .

Me

, pCf -

fn

) E E.

Da coup Me, pCf ) E Et

Me

, p

( f

we

,ee,,) est

find

. On a montu '

f

E YCIR).

On a de

plus Me

, p

( fn

-

f ) =

sO . Do -a pan 21 :

dffnif

) O .

Proposition

4

CF

(IR) esh dense dam YC IR).

Dem

'she une

faction

X,E

Cf

t elle que

"

(

Caisse ' en exercise

)

Poisons

fix

) = X, ( Mn )

f

Cx), aeons

fnf CF

. Dont - on que

fn Is f

.

= Xn

f

Cx )

Not ons D e'op. de de're ration . On a

Dr Cfn

-

f)

=

Dr ( f

(xn- 1)

)

¥0 (

Pe

) De (

xn - I

)

DP

-

tf )

=

Dff ) (

Xn -

1)

t

(

er

) DYK

-t)

DM f

Rais

De

Xn Cx ) =

# ex

,

) ( In )

, done

No

,e lXn) =

ht

no,e ( Xi

I

E

In no

, eCx,I.

(6)

Finale

meal :

Reap Cfn

-

f)

a-

Me

,.

( Drift I

Xn -I

) ) (f) Me

, ,

tf

.

eff )

-

No

,e

(

Xn

)

she ,o( Dolf

)

(

Xn - D

)

t

I (E) Me

, ,.

elf ) no

,e

I

Xi

I

sup I 'll '

IDF call

t

I ( I ) nee

, p.

elf ) no

,e (Xi

)

1×17, n

I ( Me

"

.ph

t

( i ) neem

.

elf ) no

,

eh

.l

)

Done

Me

, p (

fn

-

f )

- so . Coro Elaine 5

D KIRI

C

Csar

) n

? 24in

) .

2)

YCIR

) esh dense dam LP (IR) f I Epc - . 3) YCIR ) esh dense dam

(

CR

)

, H-

Ho )

.

4)

L '

injection Y

LPCIR )

, Is pete , est continue .

Dem

-

1) Si

f

EY

(

IR

)

,

along lfcxsf

s no,oCf )

µ

t Ma,. Cft E

Cg

ar ) n

Lock )

t is p c- .

2)

et 3) vieanenl du coup avec

CL

C YAR

)

ec la deasihe ' de CF .

4) ftp.lffxs/rdxJ%eCno.oCfIt-MqolfHf1r#,pdx)*=Cp(no.offltMz

,

off

I

)

Hfllx

E

11¥

.

He (

no,

off

) t

Nz

,

off

)

)

The

' one '

me 6

Une

a. e. T: TCIR) TCIR ) esh continue mi t (k, ) E IN

p

2, F Cee,p 70 et Nee

,p E IN

to

tf

E TCR

)

,

Me .pl

Tf

)

E Cee, p

I

Mr,.Cf

)

.

nts ENee

, p

(7)

Deme

: Si

for Isf

, on a

Me

, ,

(

Tcfn -

ft )

E Cee, ,

I

Mr,

Cfn

-

f )

→nO , done

Tfn I Tf

.

rts Nee, p

- (ktp t I)

⇒ si Test continue I Lee, p >

old ( fro )

s Lee, , d

( Tf :

, o

)

E 2 .

d

( Tf

,o

)

E 2-lht " ")

, ga - eat dine

Me

, p

(

Tf

)

E

Yz

. F Nee

, a

4 ¥

, n

,,

!

" " E

th

, done si

¥

. ,

.fr

..

(f)

E

FI

,

aeons dffio )

e

dem

(

car E Mr.

.CH

s

HI )

rts >Neap

On

a montee ' que :

I

Mr,,

( ft

E

teh

Me

, pCTf )E

I

.

nts ENee,P

eh les

arguments

On en here

facile

meal

Me

, p (

Tf )

I Cee, p

Ifs

,we

!

's

(

f

)

I avec

Cher

=

÷

asada

fan

etc ....

Proposition

6

Les ope'sat ears

Df

=

f

' ele

Lf

(x) =

ixf

Cx) soul continues Y Y. De

plus

on a

pour tout

f

E Y,

DI

=

LI

el D

I

= -

#

.

Demme

, p ( Df

)

=

Me

, pH ( f ) Me, p

( Lf )

E

Mean

, p ( f) t p

Me

, p.,

(f)

car

(

Lf

)

cxs = x

DP

D

Pf

he ) t p D"

- '

f .

Le neste on l 'a

deja

ru . De

Coro

Elaine

7

Si

f

E Y CIR

)

,

aeons I

C-

YCCR )

. De

plus f

no

I

est continue Y Y.

Demy

Lk DPI

=

C- Dr

Lee

( Ff )

± C-

Dr DEFF

Me

,p

(E)

= H Lee

Drf He

= H

Deify

,

e

HD

- L

Pf

It, E IT

(

no,. C

Deaf )

t

Nz

,o

( Deaf

)

)

en vertu de la

maj

oration oblenue

an

Corolla

're 5, I ) .

< I en vertu de la continue ite '

de Del L : Y T .

(8)

Ce la no - he que

I

E Y. EL mime que

Me

, p

( In

-

I ) -20

si

fu Is f

.

Proposition 8

Soil

f

E

Y

CIR

)

.

Aeons

pour Lout

h

> o ,

la

se

' nie

Izz f

Cuh

) h converge

eh

Limo Fez f (

nh

) h

=

fr for

) DL .

Dems

a --

!

a, a

hfcnh

) , a =

a a

hfcnh )

Par

la

thionic usuelle dg

sommer

de Riemann

:

leino

+

SE

,a =

I !fHdl

.

Si h E

Co

,Go

]

, aeons

e.E.ae#nhYs2ngdtInEn.ntzs2nE*nE..lE-IIs2a7oijfY-

e

2n

A -ho La se 've Ste

,a converge done

,un

if

sun Co,h.

]

.

La se 've

I

,

h

f

Cnh

)

=

Sj

,a

t Set

,A

Cv done .

Quand

A Lead vers to ,

Sf

,a con v un

if

vers

A ,

SI

,a

=

fin

,

Sfa

t Ste,a

=

¥

,

efcne

).

On

peal

done e'

changer

Ces Ei miles :

Eino If

,

hfhht =L off ?

, , a a

hftnh )

=

fin

,

fi ;oE

a

hffnh

) --

fi Iaaf , Hdt

=

fjfctsdh

.

Coro

Elaine

9

Si

f

E

TCR )

et

SE

IR ,

aeons

Ffs )

=

Limo ¥

,

hfcnhl

e- ink .

(9)

Theorie

me 10

Si

f

E

YURI

,

aeons

fcxs

--

¥ Its )

i' "

as f- It I

=

It I

Demy

Commer sons par

f

E

CT (

IR

)

.

Suppose

as

que support ( f )

c

C-

R,r]. Soil

g Ra fo

nation

2K -

peke

-

odique

, e'

gale

at

f

sun C- R,R

]

. Aeons

goes

=

If

, Cn e

""

, avec an =

In ! ! f

Ch e- in t ok =

In I ( net )

Done pour KIER on a

nhx

f-

Get =

Ip Ee

,

at FC )

e "

"

=

¥ Fez

en

Fcnh )

e" area en=

The

.

2 wa -d R to , aeons h - so ec on oblieal , via la

Proposition

8,

f-

Cx) =

# ! ! Its

) e " " da .

Si f

E

T

CIR

)

maiden aah, on l 'ap pro

che par

une suite

( fn )

c

Can

, pour Ea distance d de Y .

On

a

fncxs

=

¥ files ) eis

" dsc.

La

transf

. de Fourier est continue sun Y , done

f-

n

-s

I

et o- ow ien

f

Cx) =

If f( 5) eisa da

.

Corollaries

La

transformer

de Fourier I table .L une

bijection

de

Y

CIR

) dam

lui - meme .

(10)

The' anime

12

Pour Lout

f

E T CIR

)

, on a

Hf Hear

, =

It " F

"

Kari

Dems

i

f

E

CT

C IR) , on re

fail

comme co - denies a-ee g. On a done Parse val :

j III fail

' all =

E.

,

1412

, avec ca =

Is I ( net )

.

If all ' di =

Lin

,

f ! If HI

' all ±

It Eez E tf (

n

E) I

' =

It Fish des

' .

The' on 'e me 13

Si

f

, g

ETC

IR

) aeons

{

,

f

he )

ojcxsdx

=

fr ICH gcxsdsc

.

Dem

Polarisation

:

÷

④ ft g

Hi

- Itf -91122t c

' Itf - is HE - i

llftigll ! )

= Lf , g)

done

Sir I

he ) goes de =

¥ fr Ecsisgcxsdx

.

Pre non

f

--

E

fr E

g =

It f IF 5

E-

=

E

=

E

= ate

Feis

.

(11)

3) Retour

a-

L

'

C

IR

)

The

toneme 14

Si

f

, g E L

' (IR

) aeons

fcxigcxsdx

=

fr fcxsgcxsdx

.

Dem

Tied In )

,

Cgm

) C

KIRI teller

que

fn Is f

, gn

g

,

aeons

Hfoi

-

FSH

, e

Hf 5

-

fall

,t

It foin

-

fn 5h11

, t

Hfn5-f It

, t

HEA

-

Ign It

, +

HES

.-

Fall

,

E Hfll

, 115-

5. He

t Hf -

fall

,

11916

t

HE

-

Elle

119mV, t

HIM

-

I Ign

-g11,

E Hfll,

Hg

-911

, t

Hf

- fall ,

llgnll

, t Hfn -

fll

, 119mV

, t Hfll

, 119N-911

,

=3

O , car It

fall

,

ecllgnll

,

so -L bonnets .

Proposition

is

n

Si f

,g E L

'

CIR )

, on a

f of

E

Lt

CIR

)

, on a

I

*g E C: Cir

)

eh

f

gu =

I

* g

Demy

.

If

Cx)

5C

- x)

I

E 11911,

If

Cx)

I

E L'CK) .

f

E L'CIR) done

If

C : art, done

I

* g f C:CIR).

~

.

fr Fcc

) gCx -t) DL =

fr

fu

g

all =

fr tg

'" '

flute

(t) all =

f. of

. DE

Proposition

16

Soil

GE

L'(IR

)

,

aeons

g =

fig ÷ fill

- '

It 5cm

eu da

an seas de la

convergence

en non me dans L

'CIR).

(12)

Dems

oil och =

(

I - IH

)t

, aeons

SC

5)= sine '

( % )

. On a

LTE

L'CIR ) n

Coo

CIR

)

, done les

fonclions faces

=

OKI Cu

,

oars ,

=L 1¥

Hill ,

re

' aldsenl une

approximation

de l ' unite '

quand

a O.

( of

TD . ). Done

f

, * g g .

L-so

Mae

's on a :

A -

V v-

DTA

.) * g = OK .I g = OC- a.)

5

= ok .) of A Imi

yr

94

=

him

,

frock ! ) 5cal

eats~ du.

Le nesle a- calmer 11811,. On a sine 2cal = IT 0( uh

) (

of T.D.

)

. Done

4811

, =

£ (

o

)

Ecu

el - ) >o == 2 IT2 IT.OG-O

)

( I (3)

= nine '( 3G ) ,

(3)

= ni -c'(3G) = 2 lC 23) = LID

(

9

)

en O i IT .

)

DE

Coro Elaine17

La

transformer

de Fourier est

injective

sun Ll (IR

)

Dem

IgE

L'(K)

vehifie of

=o , aeons pan la

Proposition

16 g I O dans L' CIR).

On

note A (IR) =

Lf

E L'CIR);

FEL

'CR)

}

. On man it A(IR

)

de Ea name

Hfll

, t

HEH

, .

The ' or e- me 18

Si

f

E

ACIR )

,

aeons quel

que soil la

fond

ion

represent

ant

he Classe

de

f

, on a

f- (

x) =

¥ fr Ffs ) e'

'5 " des presque

parlour

.

On

CC peal

supposes

ACIR ) :

(IR

)

et, dans ce cos

,

tf

E ACK ),

fact

=

fr Ffs

) e'' 5'dg the .

(13)

Dem

I

Soi fi

IR -s Cl an re pre

' sealant d'un e'le' meal de ACIR ). On pose h=

f

E Coo (IR), mont - on

que

fcxs

=hCx) pour presque tout x . D

'

a pre's la

Proposition

16, il exist e une suite

(

Rn) to

tell

que

f

Cx) =

lion ¥ I !! (

I-

II ) Iculeucxidu

pour p.p. x .

Mais I

C-L', done

Her ,% !

,

(

I-

Inn )

I

Ecutleucxll

s

Iffy

EL', on

peace

done

appliques

cone .

dominie eh

f

Cx) =

Its flu

, each du .

Le nesle da tem est

facile

.

Proposition

19

i) A (IR) est an Banach

2) Soil

f-

EL ', aeons

f

E ACIR

)

ssi

I

E ACIR

)

3)

si

f

, g E A CIR

)

aeons

fg

E A (IR

)

el

FT

=

If F

*

of

.

×

4) Si If,g) E ICIR)x ACIR

)

aeons

f

* g E ACIRI et

f

* g =

fit ⇐5)

Dem Tsi ( fn )

est

de Cauchy

ds

ACIR ) alon ( fr )

et

( In )

sont de

Cauchy

dam L', done

{ Fg II I!

.

na

's

In

=

¥ E.

done

HE

-

5K£ ÷ HEI He 's

.

HE

- ask. - so

Done

for ¥5

E Coo , Ce

qui

real dine en

particulier

que

f= 5

.

A imig

e L' et done

is

EL ', i-e g E A CIR

)

. Ce qui donne

I

=

2¥ §

= g .

Hfn

-

f Haar

, = HE -

f Il

, t k

fi

-

I

11, = HE-

f It

, +

HE

-911

, o .

2)

Si

f

E ACK ) alon

FEL

' et

E

ours i

an

I

=

25ft

.)

)

. Done

I

E ACIR ).

In verse me -L si

FE

ACIR)

@ f

E L' pan

hyv )

sales

felt

C- C' =,

f

E A CIR ).

3)

Saint

f

, g E ACK ), on pose h=

¥ of

EL ' . On sail que

E

= g CdsL'

)

, done

f E

--

fog

E C'

et

fig

=

fei

=

I

* h E L' par les homie .Le's de * . par Pros inion 15 .

On a montu '

fg

E ACIR

)

.

4)

Soi ent ,

Cf g)

E L'(IR) x A CIRI, alon

f

* g E L'CK)

(

can

GEL

'Ccr )

)

. De

plus f*I

=

fig

avec

If

Coo

of

Ccr) et E L'CIR). Done

fig

E L'CK) , Ce qui mood re

f

* g C- A(IR

)

.

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