Determine a representação da função por uma integral de Fourier.
e)
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Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para encontrarmos a representação da função
por uma integral de Fourier. A função dada é:
Para isso, vamos precisar entender o que é a Transformada de Fourier e como aplicá-la a essa função específica.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é a Transformada de Fourier. Ela transforma uma função no espaço do tempo (ou espaço físico) para o espaço das frequências. A fórmula da Transformada de Fourier é:
Onde:
-
é a transformada de Fourier da função . -
é a frequência angular. -
é a unidade imaginária.
Passo 3
Agora, vamos aplicar essa fórmula à nossa função
. Sabemos que
para
e
para
. Isso significa que podemos simplificar a integral de Fourier limitando-a a
:
Passo 4
Vamos simplificar a expressão dentro da integral. Multiplicando as exponenciais:
Então, a integral fica:
Passo 5
Agora, precisamos resolver essa integral. A integral de
de 0 a
é
, onde
. No nosso caso,
, e como a parte real de
é 1 (que é positiva), podemos aplicar essa fórmula:
Resposta
A representação da função
por uma integral de Fourier é: