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Transformada de Fourier de una función exponencial

En mi libro de texto, vi un ejemplo sobre la Transformada de Fourier y no pude entender algo en él.

\begin{gather*} \mathcal{F}({e^{-ax^{2}}})=\frac{1}{\sqrt{2\pi}}\int_{-\infty}^{\infty}e^{-ikx}e^{-ax^{2}}dx \\ =\int_{-\infty}^{\infty}e^{-ikx-ax^{2}}dx \end{gather*}

Ok, hasta aquí es muy obvio. Pero ahora, el siguiente paso es confuso:

\begin{equation} \mathcal{F}({e^{-ax^{2}}})=\frac{1}{\sqrt{2\pi}}\int_{-\infty}^{\infty}exp[-a(x+\frac{ik}{2a})^{2}-\frac{k^{2}}{4a}]dx \end{equation}

No entiendo aquí. ¿Cómo pudo obtener eso?

Y los siguientes pasos son nuevamente claros:

\begin{gather*} \mathcal{F}({e^{-ax^{2}}}) = \frac{1}{\sqrt{2\pi}}exp(-\frac{k^{2}}{4a})\int_{-\infty}^{\infty}e^{-ay^{x}}dy\end{gather*} donde $y=(x+\frac{ik}{2a}) \implies$

\begin{gather*}\mathcal{F}({e^{-ax^{2}}}) = \sqrt{\frac{1}{2a}}exp(-\frac{k^{2}}{4a}) \end{gather*}

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Hasek Puntos 37

No entiendo aquí. ¿Cómo podría obtener eso?

Este es un truco matemático muy común: $x = (x - y) + y$. Más precisamente: $$-a(x+\frac{ik}{2a})^2 - \frac{k^2}{4a}= -a(x^2+\frac{ikx}{a}+\frac{i^2k^2}{4a^2})−\frac{k^2}{4a} = -ax^2-ikx,$$ ya que $i^2=-1$.

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