作者znmkhxrw (QQ)
看板Math
标题[分析] 瑕积分极限决定L^2的傅立叶转换
时间Sun Jan 2 02:03:00 2022
想请问一下下面这件事是否恒成立:
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【Guess】
给定一个L^2函数f(t), t€R
定义f_M(t) := f(t) , t€[-M,M]
0 , else
如果: (1) f_M(t)€L^1 for all M>0
(2) lim_{M→∞} F{f_M}(x) = g(x) a.e. x€R
, where F{f_M}(x) is the Fourier transform of f_M
则 F{f}(x) = g(x) a.e. x€R
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会有这个问题是因为, sinc(t)的傅立叶转换是rect(x)很容易藉由sinc(t)的瑕积分得到
但是刚刚对sinc(t)详细跑一次
L^2函数的傅立叶转换严格定义时, 发现好像没那麽简单
以f(t) := sinc(t) & g(x) = rect(x) 来说, 确实符合上面的(1)跟(2)
但是按照L^2傅立叶转换的定义, 必须还要证明:
(A) f_M(t)€L^1∩L^2 ... 这个trivial
(B) F{f_M}(x) → g(x)
in L^2 sense
也就是说,
(2)只有逐点sense, 并非L^2 sense
而我没印象有任何通论是有关
"逐点收敛则L^p收敛"...
所以是【Guess】恒对, 只是要证明而已
还是说不一定, 只是sinc(t)刚好符合而已
而不管哪个结论, 再请版友提供证明方向, 谢谢!
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Update:跟朋友讨论後, 【Guess】是对的, 证明如下
1. 证明 f_M→f in L^2
2. 藉由
https://imgur.com/cw3l5Ye 得知F{f_M}→h in L^2, for some h€L^2
3. 承2., 因为conv in L^2, 所以conv in measure, 所以存在子列f_M_k
使得 F{f_M_k}(x)→h(x) a.e. in pointwise sense
4. 因为原条件告诉我们 F{f_M}(x)→g(x), 所以h(x) = g(x) a.e.
目前算是解决了, 只是直觉上觉得有点" 绕 "
因为从以前到现在看到很多关於" F{sinc} = rect "的证明都只是计算瑕积分收敛而已
而这个
逐点收敛函数确实其傅立叶变换却没有多加着墨
所以我才猜说应该有trivial的看法, 不然不会大家都算完瑕积分就结束了...
还是说1.~4.是trivial...
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 59.102.225.191 (台湾)
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Math/M.1641060182.A.A5E.html
1F:推 RicciCurvatu: 是对的 F 是L2 连续的 if f in L1 交集 L201/02 13:00
R大意思是:
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若f_n, f€L^1∩L^2, 且f_n→f in L^2
则F{f_n} → F{f} in L^2
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这样吗? 可是我看不出这个能证出【Guess】耶
况且f也不是L^1
能再说详细一点吗, 谢谢!
2F:推 cmrafsts : 你原本的问题的话,改证明rect逆变换是sinc就好。01/02 14:37
确实F在L^2 1-1, onto的话可以这麽做, 但是仍好奇【Guess】是否是对的, 还是sinc只
是特例而已
※ 编辑: znmkhxrw (59.102.225.191 台湾), 01/02/2022 21:51:25
3F:推 cmrafsts : 我仔细想的结果大概也是你的1~4。虽然感觉看过类似01/04 01:08
4F:→ cmrafsts : 的东西,但我不觉得是trivial。至於为什麽大家都只01/04 01:08
5F:→ cmrafsts : 算瑕积分,应该是工数写得比较随便吧。不知道Rudin01/04 01:09
6F:→ cmrafsts : 怎麽处理的,Stein是用Schwartz class逼近的。01/04 01:10
1. 工数应该没有正式定义L^2的傅立业转换吧XDD
2. 原来Stein有讨论这一块 我再去参考看看
3. 主要是想知道我从以前都没看过有人在讨论这个问题是因为:
(1) 有trivial的证法, 但是我却拿核弹炸蚂蚁
(2) 文末的解法1.~4.是trivial
(3) 不trivial所以忽略
目前看起来应该是(3)
谢谢c大的讨论~
※ 编辑: znmkhxrw (59.102.225.191 台湾), 01/04/2022 22:01:40