Tentin tekstisisältö

MATH.APP.240 Fourierin menetelmät - 12.12.2022 (English)

Tentin tekstisisältö

Teksti on luotu tekstintunnistuksella alkuperäisestä tenttitiedostosta, joten se voi sisältää virheellistä tai puutteellista tietoa. Esimerkiksi matemaattisia merkkejä ei voida esitää oikein. Tekstiä käytetään pääasiassa hakutulosten luomiseen.

Alkuperäinen tentti
( MATH.APP.240 Fourier methods
“T) Exam 12.12.2022 Examiner: Petteri Laakkonen

NB No materials or calculators are allowed. Remember to justify your solutions. If you get stuck on some

detail, but know what you should do in general, write that down. A collection of formulas is given on the last
page.

1. Consider the function f(#) = rect, (t)(1 — |t|), if t € (—2, 2), and f(t + 4) = f(t) for all t ¢ Z.
a) Sketch the graph of the function on the interval —6 < t < 6.
b) Calculate the trigonometric Fourier series of f(t).

c) Does the Gibbs phenomenon occur? If it does, at which points and what is the approximate maxi-

mum over/undershoot near these points?
2. The samples {go,..., 97} of a 4-periodic function f(t) were measured at the time instants ¢ = k/2 where
k =0,1,...,7. Then the following five elements of the discrete Fourier transform were calculated:

Gy =F Gy = lee yp Gy— =n = let 2774 = =1.

a) Deduce the elements G;, Gg, and G7 of the discrete Fourier transform.
b) Calculate f (2).

c) Approximate f(t) using the Fourier series and the given information.

3. a) Find the Fourier transform of the functions

: 3(t — 2) cos(t — 2) — 3sin(t — 2)
= t— arian ee
f(t) =sinc(t-—2) and g(t) AA .
Hint. Differentiate f(t).

b) Prove the property F { f(at)} (w) = ae (=) when a < 0.

Problem 4 next page
4. The graph of the periodic function f(t) is given below.

 

15 T T T T =y r r

 

 

 

 

s iM L L i iL
-On -6x -On 0 3n 6r On

a) Which one of the figures below is the amplitude spectrum of f(t)? In the figures, the numbers of
the horizontal axes denote the circular frequencies and the vertical axis denotes the value |c,|. Justify
your answer carefully.

b) Calculate the average energy of f(t) using the amplitude spectrum you chose in a.

 

 

 

 

 

 

 

       

 

                

 

 

 

6; ast T a T T T T T T anal
5+
Spectrum 1: aif
ab
1b
0 * K—_ Kh —_—_& *
-7/3 -6/3 -5/3 -4/3 -3/3 -2/3 -1/33 0 1/3 283 3/3 43 5/3 6/3 7/3
6; T T T T T 7 T T T T T T T T
Ae
Spectrum 2: 3b
it I I
1}
0 Ue — we —E—5e ee x KO x *
-7/3 -6/3 -5/3 -4/3 -3/3 -2/3 -1/3 0 1/3 23 3/8 48 5/3 683 7/3
6 T T T T T T T T T T T T T T
yt
Spectrum 3: a
seer
a
0 ¥—_k—__*&—_ x ——_ 2
-7/3 -6/3 -5/3 -4/3 -3/3 -2/3 -1/3 0 1/3 2/3 33 4/3 5/3 68 7/3
e T T —— T al T i
Spectrum 4: a
‘I
1
0
-7/3 -6/3 -5/3 -4/3 -3/3 -2/3 -1/3 0 1/3 2/3 3/3 4/3 5/3 63 7/3
6 ay T 7 T T ToT T
5b
Spectrum 5: a
0 x—x —* t “—*
7a 60Gh & <3) cele 10 4
Spectrum 6:

C-NOSLUOD

Td

 

“y

Gano. A 2 1 6


Käytämme evästeitä

Tämä sivusto käyttää evästeitä, mukaanlukien kolmansien puolten evästeitä, vain sivuston toiminnan kannalta välttämättömiin tarkoituksiin, kuten asetusten tallentamiseen käyttäjän laitteelle, käyttäjäistuntojen ylläpitoon ja palvelujen toiminnan mahdollistamiseen. Sivusto kerää käyttäjästä myös muuta tietoa, kuten käyttäjän IP-osoitteen ja selaimen tyypin. Tätä tietoa käytetään sivuston toiminnan ja tietoturvallisuuden varmistamiseen. Kerättyä tietoa voi päätyä myös kolmansien osapuolten käsiteltäväksi sivuston palvelujen tavanomaisen toiminnan seurauksena.

FI / EN