离散傅里叶变换性质证明

1. ax [n ]+by [n ]aX (e j ω) +bX (e j ω) Proof:

∑(ax [n ]+by [n ])e

-∞

∞-j ωn ∞

-j ωn =a ∑x [n ]e

-∞+b ∑y [n ]e -∞

j ω-j ωn =aX (e j ω) +bX (e )

2. (1)x [n -n d ]X (e

Proof:

∞j ω) e -j ωn d

n =-∞x [n -n d ]e

∞-j ωn

=∑

n =-∞x [n -n d ]e

j ω-j ω(n -n d ) . e -j ωn =X (e ) e -j ωn d

(2) e

Proof:

∞j ω0n x [n ]X (e j (ω-ω0) ) ∞

n =-∞e j ω0n x [n ]e -j ωn =∑n =-∞x [n ]e -j (ω-ω0) n =X (e j (ω-ω0) )

3. x [-n ]X (e -j ω)

Proof:

∞∞

n =-∞x [-n ]e -j ωn =∑n =-∞x [-n ]e j ω(-n ) =X (e -j ω) if x [n ] is real X (e -j ω) =X (e *j ω) 4. nx [n ]j

Proof:

∞dX (e d ωj ω) X (e

⇒j ω) =j ω∑n =-∞x [n ]e ∞-j ωn dX (e

d ω)

j ω=) ∑n =-∞∞(-jn ) x [n ]e

nx [n ]e -j ωn ⇒j dX (e

d ω=∑

n =-∞-j ωn

5. (1)∑

n =-∞|x [n ]|=212ππ⎰

-π|X (e j ω) |d ω 2

Proof:

1

=π⎰|X -π(e j ω) |d ω21

1

1

∞π⎰-πX (e ∞j ω) X e (-j ωd ) ω∞π= =-πn =-∞⎰∑∞x [n e ]-j ωn ∑n =-∞x n [e ]d ω*j ωn π -πn =-∞

2⎰∑|x [n ]|d ω1

2ππ2=∑

n =-∞

∞|x [n ]|

2⎰-πd ω=∑

n =-∞

∞|x [n ]|π

(2) ∑

n =-∞x [n ]y [n ]=*12π⎰

-πX (e j ω) Y (e *j ω) d ω Proof:

1

=π⎰-πX (e πj ω) Y (e *j ω) d ω1

1

π⎰-πX (e ∞j ω) Y (e -j ω) d ω∞π=1-πn =-∞∞

*⎰∑x [n ]e -j ωn ∑n =-∞y [n ]e *j ωn d ω

=-πn =-∞∞

*⎰∑x [n ]y [n ]d ω1

2ππ∞∑

n =-∞

∞x [n ]y [n ]

*-πn =-∞⎰∑d ω=∑

n =-∞x [n ]y [n ]

6. x [n ]*y [n ]X (e

Proof: j ω) Y (e j ω)

n =-∞{x [n ]*y [n ]}e

∞j ωn

=

=∑n =-∞∞{x [i ]y [n -i ]}e ∞-j ωn

y [n -i ]e -j ω(n -i ) ∑

n =-∞x [i ]e

j ω-j ωi ∑n -i =-∞=X (e ) Y (e j ω)

7. x [n ]y [n ]

Proof: 1

=π12ππ⎰-πX (e j θ) Y (e (j ω-θ)) d θ ⎰-π[π12ππ⎰-πX (e j θ) Y (e 1

2π(j ω-θ)) d θ]d ω12π

1

1

2ππ⎰-πX (e j θ) e j θn ⎰-πY (e (j ω-θ)) d ωd θπ =⎰-πX (e j θ) e j θn y [n ]d θ π=⎰

-πX (e j θ) e j θn d θ. y [n ]

=x [n ].y [n ]

1. ax [n ]+by [n ]aX (e j ω) +bX (e j ω) Proof:

∑(ax [n ]+by [n ])e

-∞

∞-j ωn ∞

-j ωn =a ∑x [n ]e

-∞+b ∑y [n ]e -∞

j ω-j ωn =aX (e j ω) +bX (e )

2. (1)x [n -n d ]X (e

Proof:

∞j ω) e -j ωn d

n =-∞x [n -n d ]e

∞-j ωn

=∑

n =-∞x [n -n d ]e

j ω-j ω(n -n d ) . e -j ωn =X (e ) e -j ωn d

(2) e

Proof:

∞j ω0n x [n ]X (e j (ω-ω0) ) ∞

n =-∞e j ω0n x [n ]e -j ωn =∑n =-∞x [n ]e -j (ω-ω0) n =X (e j (ω-ω0) )

3. x [-n ]X (e -j ω)

Proof:

∞∞

n =-∞x [-n ]e -j ωn =∑n =-∞x [-n ]e j ω(-n ) =X (e -j ω) if x [n ] is real X (e -j ω) =X (e *j ω) 4. nx [n ]j

Proof:

∞dX (e d ωj ω) X (e

⇒j ω) =j ω∑n =-∞x [n ]e ∞-j ωn dX (e

d ω)

j ω=) ∑n =-∞∞(-jn ) x [n ]e

nx [n ]e -j ωn ⇒j dX (e

d ω=∑

n =-∞-j ωn

5. (1)∑

n =-∞|x [n ]|=212ππ⎰

-π|X (e j ω) |d ω 2

Proof:

1

=π⎰|X -π(e j ω) |d ω21

1

1

∞π⎰-πX (e ∞j ω) X e (-j ωd ) ω∞π= =-πn =-∞⎰∑∞x [n e ]-j ωn ∑n =-∞x n [e ]d ω*j ωn π -πn =-∞

2⎰∑|x [n ]|d ω1

2ππ2=∑

n =-∞

∞|x [n ]|

2⎰-πd ω=∑

n =-∞

∞|x [n ]|π

(2) ∑

n =-∞x [n ]y [n ]=*12π⎰

-πX (e j ω) Y (e *j ω) d ω Proof:

1

=π⎰-πX (e πj ω) Y (e *j ω) d ω1

1

π⎰-πX (e ∞j ω) Y (e -j ω) d ω∞π=1-πn =-∞∞

*⎰∑x [n ]e -j ωn ∑n =-∞y [n ]e *j ωn d ω

=-πn =-∞∞

*⎰∑x [n ]y [n ]d ω1

2ππ∞∑

n =-∞

∞x [n ]y [n ]

*-πn =-∞⎰∑d ω=∑

n =-∞x [n ]y [n ]

6. x [n ]*y [n ]X (e

Proof: j ω) Y (e j ω)

n =-∞{x [n ]*y [n ]}e

∞j ωn

=

=∑n =-∞∞{x [i ]y [n -i ]}e ∞-j ωn

y [n -i ]e -j ω(n -i ) ∑

n =-∞x [i ]e

j ω-j ωi ∑n -i =-∞=X (e ) Y (e j ω)

7. x [n ]y [n ]

Proof: 1

=π12ππ⎰-πX (e j θ) Y (e (j ω-θ)) d θ ⎰-π[π12ππ⎰-πX (e j θ) Y (e 1

2π(j ω-θ)) d θ]d ω12π

1

1

2ππ⎰-πX (e j θ) e j θn ⎰-πY (e (j ω-θ)) d ωd θπ =⎰-πX (e j θ) e j θn y [n ]d θ π=⎰

-πX (e j θ) e j θn d θ. y [n ]

=x [n ].y [n ]


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