作者jack7775kimo (阿庞)
看板Math
标题Re: [分析] 傅立叶转换前後有紧致支撑则几乎为零
时间Fri Oct 8 06:08:29 2021
刚好有在Stein-Shakarchi第一本做过, 这个结果可以视为某种Uncertainty principle
Proof :
We may assume f is compactly supported in [0, 1/2].
then f(x) ~ Fourier "series" of f.
Note that
1. the Fourier coefficients of f (over T = [0, 1]) equal to the Fourier
transform f^ (over R).
2. By 1. and the fact that f^ is also compactly supported, the above Fourier
series is actually a finite sum, that is, a trigonometric polyonomial g(x)
3. From uniqueness theorem of Fourier series, f(x) = g(x) in [0,1]. Unless f
is a zero function, f has a finite number of roots in [0,1] and hence cannot
be compactly supported in [0,1/2].
Done.
Remark: 印象中 f^的假设可以放宽成exponential decay, 证明的套路应该是利用
inversion formula去得到f的real analyticity
※ 引述《znmkhxrw (QQ)》之铭言:
: 因为在讯号处理的资料看到:
: 1. 有限时域的讯号做傅立叶转换後必为无限频域(除了0讯号)
: 2. 有限频域的讯号做反傅立叶转换後必为无限时域(除了0讯号)
: 所以标题所述应该是对的, 只是脱离实分析太久没有idea QQ
: 以下用严格数学描述, 再请教如何证明了, 谢谢!
: =============================================================
: <Theorem>(想证)
: 令 f:R→C∪{+-∞} 为一定义在实数的复值函数
: 且 f€L^1(R)
: 令 F(x):= ∫ f(t)*exp(-2πi*x*t)dt for all x€R
: R
: 若 f与F均有compact support
: 则 f = 0 almost everywhere
: ==============================================================
: P.S.
: (1) 傅立叶跟反傅立叶只差在负号, 所以<Theorem>对的话就好
: (2) 写了一下发现 "f:R→R∪{+-∞}" 的版本如果对也不能推得 "f:R→C∪{+-∞}"
: 的版本是对的, 所以才直接把条件写成复值函数
: (3) 刚刚证出说, 若f(x)是连续函数且微分可以搬进去积分里(原条件可自然推得)
: 那藉由一直微分就可以用Weierstrass Approximation定理证明结论了
: 因此看有没有不要那麽强的条件@@?
: (4) 承(3), 如果有弱一点的Weierstrass Approximation定理就证完<Theorem>了:
: ---------------------------------
: b
: 若 ∫f(x)x^n = 0 for all n>=0
: a
: 则 f = 0 almost everywhere
: ---------------------------------
: 也就是说, 照一直微分的解法中, 如果上述成立, 那就证完了
: 因此好奇上述成不成立?
: 谢谢帮忙~~
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1F:推 znmkhxrw : 谢谢回答, 想请教两个问题喔 10/08 18:30
2F:→ znmkhxrw : (1) 所以f的条件要从L^1强化成L^2? 10/08 18:30
3F:→ znmkhxrw : (2) 你第3.点写藉由" Fourier series的唯一性 " 10/08 18:31
4F:→ znmkhxrw : 但是从实变理论只知道 "Parseval成立<=>在L^2收敛" 10/08 18:32
5F:→ znmkhxrw : 所以会需要前提的" f~Fourier series "的~变=吗? 10/08 18:33
6F:推 znmkhxrw : 总之, 原条件只有L^1, 在这个论证中需要强化吗? 10/08 18:43
7F:→ jack7775kimo: 我只需要1 to 1,不需要onto.利用Fejer kernel可以 10/08 23:28
8F:→ jack7775kimo: 知道Cesaro sum的收敛性,进而得到uniqueness定理for 10/08 23:29
9F:→ jack7775kimo: L^1(T).一些经典书籍应该都有证明(ex:Katznelson) 10/08 23:31
10F:推 znmkhxrw : 你意思是f只要维持L^1即可? 因为我是参考Zygmund 10/08 23:39
11F:→ znmkhxrw : 忽略上句, 我大致上知道了, 谢谢您~ 10/09 00:00
12F:→ jack7775kimo: 不客气. 10/09 00:48