Transformée de Fourier et exponentielle
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Transformée de Fourier et exponentielle



  1. #1
    MyL38

    Transformée de Fourier et exponentielle


    ------

    Bonjour,

    je suis en 1ère année d'école d'ingénieur (génie des systèmes industriels), et aujourd'hui sur un exercice il fallait démontrer que f'(w) = i.w.f(w), avec f(w) étant la transformée de Fourier de n'importe quelle fonction f(x).

    Pour cela on fait une IPP mais je vous épargne les détails et on se retrouve avec un developpement :

    f'(w) = f(infini).exp(-i.w.infini) - f(-infini).exp(i.w.infini) + i.w.f(w)

    La partie en vert est celle où j'ai bloqué, mon prof disait que quand on a l'exponentielle avec l'infini négatif en exposant ça donne 0 pour tout le terme (sans trop exliquer). J'aurai pu être d'accord là mais comme je suis tétu...

    Déjà l'exponentielle ne touchera jamais zéro, seulement ça s'en rapprochera, mais de plus tout le monde dans ma classe avait l'air de négliger la fonction qui se trouvait juste devant sous pretexte que l'exponentielle est plus forte que tout. Pour moi, exp(x), c'est juste 2.718^x, c'est vrai non ? Donc si on prend seulement une valeur superieur, par exemple 3^x, eh bien on a une fonction plus forte, qui croit plus vite.

    Si on remplace (infini) par x, et que la fonction est 3^x on a : (3^x).exp(-i.w.x) et ça... Eh bein si vous le tracez sur une calculette, on obtient une courbe croissante ! Donc vous vous doutez bien que si on remplace le x par l'infini, on peut pas avoir zéro, c'est n'importe quoi non ?

    Donc, je ne dis pas que j'ai raison, mais j'aimerai vraiment que vous m'expliquez où mon raisonnement est mauvais.

    -----

  2. #2
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : Transformée de Fourier et exponentielle

    Bonjour.

    L'exponentielle n'a pas de transformée de Fourier, pour la cause que tu signales. D'ailleurs "n'importe quelle fonction f(x)" n'a pas de TF.
    Comme je ne sais pas pour quelles fonctions a été définie la TF dans ton cours, difficile de savoir.
    En général, on définit la TF pour les fonctions "intégrables", c'est à dire que existe, mais même pour ces fonctions-là, la formule que tu cites n'est pas toujours vraie. Par contre, si f a une limite nulle à l'infini, cette propriété est vraie.

    Quant à l'argument "l'exponentielle avec l'infini négatif en exposant ça donne 0" ce n'est pas sérieux, ici -i w t n'est pas négatif (ni positif), c'est un complexe; et exp(-iwt) est un complexe de module 1 et d'argument wt qui tend vers l'infini, ce que fait quil n'a pas de limite.

    Remarque : Écrire f à la fois pour la fonction et pour sa TF c'est absurde. En général, la TF est différente de la fonction.

    Cordialement.

  3. #3
    MyL38

    Re : Transformée de Fourier et exponentielle

    Ok toutes les fonctions n'ont pas forcément de TF.
    Et aussi la formule que j'ai citée n'est pas toujours vraie, d'accord, mais c'est que mon exercice 5 plus bas est plein d'erreurs (car j'ai déjà corrigé un petit truc en classe), et excusez moi si je n'ai pas assez détaillé, voici l'exercice 5 afin d'être le plus clair possible :
    P_20171123_172426.jpg
    Mais donc, je n'arrive pas à comprendre dans quel sens vous allez dans vos propos,
    le prof nous a dis que la partie que j'ai mis en vert dans mon premier post est égale à 0, et j'ai cru comprendre que vous affirmez que exp(-iwt) n'a pas de limite, alors vous êtes d'accord avec moi n'est-ce pas ? Le terme en vert ne fait pas necessairement 0 ?

    Et puis pour le f, j'ai mis seulement f(w) pour la TF de f(x) car je ne sais pas mettre un f tilt, comme on peut le voir sur mon exo, desolé !
    Images attachées Images attachées  

  4. #4
    MyL38

    Re : Transformée de Fourier et exponentielle

    Je tiens à m'excuser du double poste, mais je n'arrivais pas à éditer mon message.

    J'ai ecris une bétise (parmis tant d'autres ) au 1er post, que je corrige ici : ce n'est pas (3^x).exp(-i.w.x) qui vas donner une courbe croissante mais plutôt (3^x).exp(-x), c'est ce que j'avais réellement essayé, j'ai negligé i.w en pensant qu'ils n'agiraient que comme des constantes (mais c'est plus compliqué que ça apparement selon vous, vu que c'est des complexes).

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : Transformée de Fourier et exponentielle

    Le plus simple est de noter F pour le TF de f.

    Je n'ai rien à rajouter à mon premier message. Je ne sais pas quel type de fonction est f. Pour exp(-i.w.x), voir un cours sur la forme exponentielle d'un complexe. Et n'importe comment f(infini) n'a pas de sens en général pour une fonction.

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