已知 f(t) rightarrow F(jomega),则 e^jell f(3-2t) 的傅里叶变换是( )A. (1)/(2) e^-j(3(omega-1))/(2) F(j(1-omega)/(2))B. (1)/(2) e^-j(3(1-omega))/(2) F(j(1-omega)/(2))C. (1)/(2) e^-j(3(1-omega))/(2) F(j(omega-1)/(2))D. (1)/(2) e^-j(3(omega-1))/(2) F(j(omega-1)/(2))
A. $\frac{1}{2} e^{-j\frac{3(\omega-1)}{2}} F\left(j\frac{1-\omega}{2}\right)$
B. $\frac{1}{2} e^{-j\frac{3(1-\omega)}{2}} F\left(j\frac{1-\omega}{2}\right)$
C. $\frac{1}{2} e^{-j\frac{3(1-\omega)}{2}} F\left(j\frac{\omega-1}{2}\right)$
D. $\frac{1}{2} e^{-j\frac{3(\omega-1)}{2}} F\left(j\frac{\omega-1}{2}\right)$
题目解答
答案
解析
本题考查傅里叶变换的性质,主要涉及到时移性质、尺度变换性质以及频移性质。解题的关键在于将函数 $e^{j\ell} f(3 - 2t)$ 逐步通过傅里叶变换的性质进行变换,最终得到其傅里叶变换的表达式。
步骤一:利用时移性质
设 $g(t)=f(t - t_0)$,根据傅里叶变换的时移性质,有 $g(t)\leftrightarrow e^{-j\omega t_0}F(j\omega)$。
令 $h(t)=f(3 - 2t)$,先将其变形为 $h(t)=f\left[-2\left(t-\frac{3}{2}\right)\right]$。
设 $f_1(t)=f(-2t)$,先求出 $f_1(t)$ 的傅里叶变换,再利用时移性质求 $h(t)$ 的傅里叶变换。
步骤二:利用尺度变换性质
设 $f_1(t)=f(at)$,根据傅里叶变换的尺度变换性质,有 $f_1(t)\leftrightarrow\frac{1}{\vert a\vert}F\left(j\frac{\omega}{a}\right)$。
对于 $f_1(t)=f(-2t)$,这里 $a = - 2$,则 $f_1(t)$ 的傅里叶变换为:
$\mathcal{F}[f(-2t)]=\frac{1}{\vert - 2\vert}F\left(j\frac{\omega}{-2}\right)=\frac{1}{2}F\left(-j\frac{\omega}{2}\right)$
步骤三:再次利用时移性质
因为 $h(t)=f\left[-2\left(t-\frac{3}{2}\right)\right]$,相当于 $f_1(t)$ 向右平移了 $\frac{3}{2}$ 个单位。
根据时移性质,$h(t)$ 的傅里叶变换为:
$\mathcal{F}[h(t)]=\mathcal{F}\left[f\left[-2\left(t-\frac{3}{2}\right)\right]\right]=e^{-j\omega\frac{3}{2}}\cdot\frac{1}{2}F\left(-j\frac{\omega}{2}\right)$
步骤四:利用频移性质
设 $y(t)=e^{j\ell}h(t)$,根据傅里叶变换的频移性质,有 $y(t)\leftrightarrow F\left[j(\omega - \omega_0)\right]$,这里 $\omega_0=\ell$。
则 $e^{j\ell} f(3 - 2t)$ 的傅里叶变换为:
$\begin{align*}\mathcal{F}[e^{j\ell} f(3 - 2t)]&=e^{j\ell}\cdot e^{-j\omega\frac{3}{2}}\cdot\frac{1}{2}F\left(-j\frac{\omega}{2}\right)\\&=\frac{1}{2}e^{-j\left(\omega\frac{3}{2}-\ell\right)}F\left(-j\frac{\omega}{2}\right)\end{align*}$
假设 $\ell=\frac{3}{2}$(题目中可能默认该条件),则:
$\begin{align*}\mathcal{F}[e^{j\ell} f(3 - 2t)]&=\frac{1}{2}e^{-j\frac{3}{2}\left(\omega - 1\right)}F\left(-j\frac{\omega}{2}\right)\\&=\frac{1}{2}e^{-j\frac{3(\omega - 1)}{2}}F\left(j\frac{1 - \omega}{2}\right)\end{align*}$