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Trasformata di un gradino

Definiamo la funzione gradino come g$ \left(\vphantom{ t}\right.$t$ \left.\vphantom{ t}\right)$ = $ \left\{\vphantom{ \begin{array}{ccc}
1 & \hbox {per} & t>0\\
\frac{1}{2} & \hbox {per} & t=0\\
0 & \hbox {per} & t<0
\end{array}}\right.$$ \begin{array}{ccc}
1 & \hbox {per} & t>0\\
\frac{1}{2} & \hbox {per} & t=0\\
0 & \hbox {per} & t<0
\end{array}$ che, fornendo $ \int^{\infty }_{-\infty }$$ \left\vert\vphantom{ g\left( t\right) }\right.$g$ \left(\vphantom{ t}\right.$t$ \left.\vphantom{ t}\right)$ $ \left.\vphantom{ g\left( t\right) }\right\vert$dt = $ \infty$, non dovrebbe avere una trasformata. Come già visto per la costante, il calcolo può essere condotto a termine come limite a cui tende la trasformata di una diversa funzione, il cui limite tende al gradino. Scegliamo quindi g$\scriptstyle \alpha$$ \left(\vphantom{ t}\right.$t$ \left.\vphantom{ t}\right)$ = e- $\scriptstyle \alpha$t per t > 0, per la quale risulta $ \lim_{\alpha \rightarrow 0}^{}$g$\scriptstyle \alpha$$ \left(\vphantom{ t}\right.$t$ \left.\vphantom{ t}\right)$ = g$ \left(\vphantom{ t}\right.$t$ \left.\vphantom{ t}\right)$, e troviamo

G$\scriptstyle \alpha$$\displaystyle \left(\vphantom{ f}\right.$f$\displaystyle \left.\vphantom{ f}\right)$ = $\displaystyle \int^{\infty }_{0}$e- $\scriptstyle \alpha$te-j2$\scriptstyle \pi$ft = $\displaystyle \left.\vphantom{ \frac{e^{-\left( \alpha +j2\pi f\right) t}}{-\left( \alpha +j2\pi f\right) }}\right.$$\displaystyle {\frac{e^{-\left( \alpha +j2\pi f\right) t}}{-\left( \alpha +j2\pi f\right) }}$ $\displaystyle \left.\vphantom{ \frac{e^{-\left( \alpha +j2\pi f\right) t}}{-\left( \alpha +j2\pi f\right) }}\right\vert _{0}^{\infty }$ = $\displaystyle {\frac{1}{\alpha +j2\pi f}}$ = $\displaystyle {\frac{\alpha -j2\pi f}{\alpha ^{2}+\left( 2\pi f\right) ^{2}}}$

Si può mostrare che $ \lim_{\alpha \rightarrow 0}^{}$$ \Re$$ \left\{\vphantom{ G_{\alpha }\left( f\right) }\right.$G$\scriptstyle \alpha$$ \left(\vphantom{ f}\right.$f$ \left.\vphantom{ f}\right)$ $ \left.\vphantom{ G_{\alpha }\left( f\right) }\right\}$ = $ \lim_{\alpha \rightarrow 0}^{}$$ {\frac{\alpha }{\alpha ^{2}+\left( 2\pi f\right) ^{2}}}$ = $ {\frac{1}{2}}$$ \delta$$ \left(\vphantom{ t}\right.$t$ \left.\vphantom{ t}\right)$, mentre risulta

$ \lim_{\alpha \rightarrow 0}^{}$$ \Im$$ \left\{\vphantom{ G_{\alpha }\left( f\right) }\right.$G$\scriptstyle \alpha$$ \left(\vphantom{ f}\right.$f$ \left.\vphantom{ f}\right)$ $ \left.\vphantom{ G_{\alpha }\left( f\right) }\right\}$ = $ \lim_{\alpha \rightarrow 0}^{}$$ {\frac{-j2\pi f}{\alpha ^{2}+\left( 2\pi f\right) ^{2}}}$ = $ {\frac{1}{j2\pi f}}$, ottenendo in definitiva

G$\displaystyle \left(\vphantom{ f}\right.$f$\displaystyle \left.\vphantom{ f}\right)$ = $\displaystyle \mathcal {F}$$\displaystyle \left\{\vphantom{ g\left( t\right) }\right.$g$\displaystyle \left(\vphantom{ t}\right.$t$\displaystyle \left.\vphantom{ t}\right)$ $\displaystyle \left.\vphantom{ g\left( t\right) }\right\}$ = $\displaystyle {\textstyle\frac{1}{2}}$$\displaystyle \left(\vphantom{ \delta \left( t\right) -\frac{j}{\pi f}}\right.$$\displaystyle \delta$$\displaystyle \left(\vphantom{ t}\right.$t$\displaystyle \left.\vphantom{ t}\right)$ - $\displaystyle {\frac{j}{\pi f}}$ $\displaystyle \left.\vphantom{ \delta \left( t\right) -\frac{j}{\pi f}}\right)$



alef@infocom.uniroma1.it
2001-06-01