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10.4: Propiedades Básicas de la Transformada de Fourier

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    La transformada de Fourier tiene varias propiedades importantes. Todos estos pueden derivarse de la definición de la transformada de Fourier; las pruebas se dejan como ejercicios.

    1. La transformada de Fourier es lineal: si tenemos dos funciones\(f(x)\) y\(g(x)\), cuyas transformadas de Fourier son\(F(k)\) y\(G(k)\) respectivamente, entonces para cualquier constante\(a, b \in \mathbb{C}\),\[a f(x) + b g(x) \;\;\; \overset{\mathrm{FT}}{\longrightarrow} \;\;\; a F(k) + b G(k).\]

    2. Realizar una traducción de coordenadas en una función hace que su transformada de Fourier se multiplique por un factor de fase:\[f(x+b) \;\;\; \overset{\mathrm{FT}}{\longrightarrow} \;\;\; e^{ikb} \, F(k).\] Como consecuencia, las traducciones dejan el espectro de Fourier\(|F(k)|^2\) sin cambios.

    3. Si la transformada de Fourier de\(f(x)\) es\(F(k)\), entonces\[f^*(x) \quad \overset{\mathrm{FT}}{\longrightarrow} \;\; F^*(-k).\] Como consecuencia, la transformada de Fourier de una función real debe satisfacer la relación de simetría\(F(k) = F^*(-k)\), lo que significa que el espectro de Fourier es simétrico sobre el origen en el espacio k: \(\big|\,F(k)\,\big|^2 = \big|\,F(-k)\,\big|^2.\)

    4. Cuando se toma la derivada de una función, eso equivale a multiplicar su transformada de Fourier por un factor de\(ik\):\[\frac{d}{dx} f(x) \,\;\; \overset{\mathrm{FT}}{\longrightarrow} \;\;\; ik F(k).\]

      Para las funciones del tiempo, debido a la diferencia en la convención de signos discutida en la Sección 10.3, hay un signo menos adicional:\[\frac{d}{dt} f(t) \;\;\;\; \overset{\mathrm{FT}}{\longrightarrow} \;\;\; -i\omega F(\omega).\]


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