Fourier Transform G
1. **Énoncé du problème Exo 1** : Calculer la transformée de Fourier de la fonction $g$ définie par
$$g(x) = \begin{cases} t & \text{si } x \in [0, T] \\ 0 & \text{sinon} \end{cases}$$
2. **Rappel de la définition de la transformée de Fourier** :
La transformée de Fourier $\hat{g}(\xi)$ d'une fonction $g(x)$ est donnée par
$$\hat{g}(\xi) = \int_{-\infty}^{+\infty} g(x) e^{-i 2 \pi \xi x} \, dx$$
3. **Application à $g$** :
Puisque $g(x) = t$ sur $[0,T]$ et $0$ ailleurs, l'intégrale devient
$$\hat{g}(\xi) = \int_0^T t e^{-i 2 \pi \xi x} \, dx$$
4. **Calcul de l'intégrale** :
On intègre par rapport à $x$ en considérant $t$ comme constante :
$$\hat{g}(\xi) = t \int_0^T e^{-i 2 \pi \xi x} \, dx = t \left[ \frac{e^{-i 2 \pi \xi x}}{-i 2 \pi \xi} \right]_0^T = t \frac{1 - e^{-i 2 \pi \xi T}}{i 2 \pi \xi}$$
5. **Simplification** :
On peut écrire
$$\hat{g}(\xi) = t \frac{1 - e^{-i 2 \pi \xi T}}{i 2 \pi \xi} = t \frac{e^{-i \pi \xi T} (e^{i \pi \xi T} - e^{-i \pi \xi T})}{i 2 \pi \xi} = t \frac{e^{-i \pi \xi T} 2 i \sin(\pi \xi T)}{i 2 \pi \xi}$$
En simplifiant les termes,
$$\hat{g}(\xi) = t e^{-i \pi \xi T} \frac{\sin(\pi \xi T)}{\pi \xi}$$
6. **Interprétation** :
La transformée de Fourier de $g$ est donc
$$\boxed{\hat{g}(\xi) = t e^{-i \pi \xi T} \frac{\sin(\pi \xi T)}{\pi \xi}}$$
Cette expression montre que la transformée est une fonction oscillante modulée par une fonction sinus cardinal (sinc).