R → C energ - MyCourses - Aalto
Transcription
R → C energ - MyCourses - Aalto
MS-C1420 Fourier-analyysi (Aalto-yliopisto) Turunen / Mustonen Harjoituskierros 5/12 (21.-23.9.2015) Signaalin s : R → C energia on 2 ksk = ksk2L2 Z |s(t)|2 dt, = R ja äärellisenergiaisten signaalien r, s sisätulo on Z hr, si = r(t) s(t)∗ dt. R Seuraavia tehtäviä nro 1–4 lasketaan paikalla harjoituksessa (1p aktiivisesta osallistumisesta: keskity erityisesti itsellesi uusiin asioihin). 1. Todista, että xy ≤ 21 (x2 + y 2 ), kun x, y ∈ R. Selitä, miksi tästä seuraa krskL1 = krk ksk Z R |r(t)| |s(t)| dt ≤ krk ksk Z R 1 2 |r(t)|2 |s(t)|2 + krk2 ksk2 dt = 1. 2. Todista: a) Hölder-epäyhtälö krskL1 ≤ krk ksk. b) Cauchy–Schwarz-epäyhtälö |hr, si| ≤ krk ksk. c) Minkowski-epäyhtälö kr + sk ≤ krk + ksk. 3. Signaalien r, s : R → C korrelaatio on signaali COR(r, s) : R → C, jolle Z COR(r, s)(u) := r(t + u) s(t) dt. R Miten signaalien r, s, COR(r, s) Fourier-muunnokset liittyvät toisiinsa? Erityisesti: miten signaalin s Fourier-muunnos liittyy ns. autokorrelaation COR(s, s) Fourier-muunnokseen? 4. Olkoon ψσ (t) := 2σ/(σ 2 + (2πt)2 ), kun σ > 0. Näytä, että ψρ ∗ ψσ = ψρ+σ . (Vihje: laske sb(ν), missä s(t) = e−a|t| , kun a > 0.) 1 ————————————————————————————————— Kotitehtävä 5. (3p) Tarkastetaan harjoituksessa nro 7/12: a) Näytä, että kr ∗ skL∞ ≤ krkL∞ kskL1 . Siis: r ∗ s on olennaisesti rajoitettu, jos r on olennaisesti rajoitettu ja s itseisesti integroituva. b) Näytä, että kr ∗ skL2 ≤ kb rkL∞ kskL2 ≤ krkL1 kskL2 . Siis: r ∗ s on energialtaan äärellinen, jos s on energialtaan äärellinen ja rb olennaisesti rajoitettu (erityisesti, kun r itseisesti integroituva). STACK-tehtävät 3. (2p) Tee verkossa (su 27.9.2015 klo 23:00 mennessä). ————————————————————————————————— 2