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User:Quietbritishjim/Fourier inversion theorem

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4967: 2266: 2289:(roughly speaking, smooth functions that decay quickly and whose derivatives all decay quickly). This condition has the benefit that it is an elementary direct statement about the function (as opposed to imposing a condition on its Fourier transform), and the integral that defines the Fourier transform and its inverse are absolutely integrable. This version of the theorem is used in the proof of the Fourier inversion theorem for tempered distributions (see below). 31: 1881: 6550: 2261:{\displaystyle {\begin{aligned}f&={\mathcal {F}}^{-1}({\mathcal {F}}f)(x)\\&=\int _{\mathbb {R} ^{n}}\int _{\mathbb {R} ^{n}}e^{2\pi ix\cdot \xi }\,e^{-2\pi iy\cdot \xi }\,f(y)\,dy\,d\xi \\&=\int _{\mathbb {R} ^{n}}\int _{\mathbb {R} ^{n}}e^{-2\pi ix\cdot \zeta }\,e^{2\pi iy\cdot \zeta }\,f(y)\,dy\,d\zeta \\&={\mathcal {F}}({\mathcal {F}}^{-1}f)(x).\end{aligned}}} 6114: 2304:) with absolutely integrable Fourier transform. This includes all Schwartz functions, so is a strictly stronger form of the theorem than the previous one mentioned. These conditions have the benefit that the integrals that define the Fourier transform and its inverse are absolutely integrable. This condition is the one used above in the 3224: 6275: 5327: 3002: 5173: 2276:
When used in physics and engineering, the Fourier inversion theorem is often used under the assumption that everything "behaves nicely". In mathematics such heuristic arguments are not permitted, and the Fourier inversion theorem includes an explicit specification of what class of functions is being
5889: 3573: 4259: 4145: 6545:{\displaystyle \int _{\mathbb {R} ^{n}}e^{-\pi \varepsilon ^{2}|\xi |^{2}+2\pi ix\cdot \xi }({\mathcal {F}}f)(\xi )\,d\xi =\int _{\mathbb {R} ^{n}}{\frac {1}{\varepsilon ^{n}}}e^{-{\frac {\pi }{\varepsilon ^{2}}}|x-y|^{2}}f(y)\,dy=(\phi _{\varepsilon }*f)(x),} 3031: 1269: 6252: 4387: 6770: 1115: 457: 2819:) but merely piecewise continuous then a version of the Fourier inversion theorem still holds. In this case the integral in the inverse Fourier transform is defined with the aid of a smooth rather than a sharp cut off function; specifically we define 2570: 877: 4709: 3762: 3999: 314: 734: 196: 5184: 2825: 4608: 5045: 4499: 2704: 4939: 6109:{\displaystyle \int _{\mathbb {R} ^{n}}e^{2\pi ix\cdot \xi }({\mathcal {F}}f)(\xi )\,d\xi =\lim _{\varepsilon \to 0}\int _{\mathbb {R} ^{n}}e^{-\pi \varepsilon ^{2}|\xi |^{2}+2\pi ix\cdot \xi }({\mathcal {F}}f)(\xi )\,d\xi .} 4979:
the Fourier inversion theorem often plays a critical role. In many situations the basic strategy is to apply the Fourier transform, perform some operation or simplification, and then apply the inverse Fourier transform.
3422: 5654: 4831: 6649: 1423: 5566: 5444: 3634: 558: 4153: 1802: 4970:
Some problems, such as certain differential equations, become easier to solve when the Fourier transform is applied. In that case the solution to the original problem is recovered using the inverse Fourier
3313: 1685: 967: 3929: 2408: 1597: 3881: 5878: 3389: 2766: 4147:, either by duality from the inverse transform on Schwartz functions in the same way, or by defining it in terms of the flip operator (where the flip operator is defined by duality). We then have 1886: 5039:
may easily be used for the inverse Fourier transform by composing the looked-up function with the flip operator. For example, looking up the Fourier transform of the rect function we see that
5707: 3828: 3219:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}g(x):=\lim _{R\to \infty }\int _{\mathbb {R} ^{n}}\varphi (\xi /R)\,e^{2\pi ix\cdot \xi }\,g(\xi )\,d\xi ,\qquad \varphi (\xi ):=e^{-\vert \xi \vert ^{2}}.} 3329:
and assume merely that it is absolutely integrable, then a version of the theorem still holds. The inverse transform is again be define the smooth cut off, but with the conclusion that
1132: 6792:
is a transformation that maps functions to functions. The flip operator, the Fourier transform, the inverse Fourier transform and the identity transform are all examples of operators.
6139: 4307: 6660: 4050: 983: 325: 5021:
The inverse Fourier transform is extremely similar to the original Fourier transform: as discussed above, it differs only in the application of a flip operator. For this reason the
4029: 3412:
In this case the Fourier transform cannot be defined directly as an integral since the it may not be absolutely convergent, so it is instead defined by a density argument (see the
1523: 1839: 1722: 2447: 585:. However, even under more general conditions versions of the Fourier inversion theorem hold. In these cases the integrals above may not make sense, or the theorem may hold for 1486: 1456: 1863: 766: 1345: 4619: 5322:{\displaystyle g(\xi )=\operatorname {rect} (a\xi )\quad \Rightarrow \quad ({\mathcal {F}}^{-1}g)(x)={\frac {1}{|a|}}\operatorname {sinc} \left(-{\frac {x}{a}}\right)\!.} 3648: 3937: 207: 2997:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}g(x):=\lim _{R\to \infty }\int _{\mathbb {R} }\varphi (\xi /R)\,e^{2\pi ix\xi }\,g(\xi )\,d\xi ,\qquad \varphi (\xi ):=e^{-\xi ^{2}}.} 624: 86: 5168:{\displaystyle f(x)=\operatorname {rect} (ax)\quad \Rightarrow \quad ({\mathcal {F}}f)(\xi )={\frac {1}{|a|}}\operatorname {sinc} \left({\frac {\xi }{a}}\right)\!,} 2277:
allowed. However, there is no "best" class of functions to consider so several variants of the Fourier inversion theorem exist, albeit with compatible conclusions.
4505: 4393: 2587: 4966: 3642:
norm. The inverse transform may be defined by density in the same way or by defining it terms of the Fourier transform and the flip operator. We then have
4837: 3568:{\displaystyle g_{k}(\xi ):=\int _{\{y\in \mathbb {R} ^{n}:\left\vert y\right\vert \leq k\}}e^{-2\pi iy\cdot \xi }\,f(y)\,dy,\qquad k\in \mathbb {N} ,} 2800:
A higher dimensional analogue of this form of the theorem also holds, but according to Folland (1992) is "rather delicate and not terribly useful".
5593: 4715: 6578: 1356: 6816: 5478: 4254:{\displaystyle {\mathcal {F}}{\mathcal {F}}^{-1}={\mathcal {F}}^{-1}{\mathcal {F}}=\operatorname {Id} _{{\mathcal {S}}'(\mathbb {R} ^{n})}.} 5373: 3581: 500: 1730: 747:
The most common statement of the Fourier inversion theorem is to state the inverse transform as an integral. For any integrable function
3025:
then the Fourier inversion theorem still holds so long as we again define the inverse transform with a smooth cut off function i.e.
3241: 1613: 895: 3886: 2339: 1528: 5825: 6813: 3335: 2712: 3833: 40:
article. This process is now complete and the text below has been moved to the main space; any changes should be made there.
5881: 4298: 5676: 3791: 5030: 1264:{\displaystyle f(x)=\int _{\mathbb {R} ^{n}}\int _{\mathbb {R} ^{n}}\cos(2\pi i(x-y)\cdot \xi )\,f(y)\,dy\,d\xi .} 6247:{\displaystyle ({\mathcal {F}}g)(y)={\frac {1}{\varepsilon ^{n}}}e^{-{\frac {\pi }{\varepsilon ^{2}}}|x-y|^{2}}.} 4382:{\displaystyle f\colon \mathbb {R} ^{n}\to \mathbb {C} ,\quad {\hat {f}}\colon \mathbb {R} ^{n}\to \mathbb {C} ,} 37: 6765:{\displaystyle \int _{\mathbb {R} ^{n}}e^{2\pi ix\cdot \xi }({\mathcal {F}}f)(\xi )\,d\xi =f(x).\qquad \square } 4140:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}\colon {\mathcal {S}}'(\mathbb {R} ^{n})\to {\mathcal {S}}'(\mathbb {R} ^{n})} 1110:{\displaystyle f(x)=\int _{\mathbb {R} ^{n}}\int _{\mathbb {R} ^{n}}e^{2\pi i(x-y)\cdot \xi }\,f(y)\,dy\,d\xi .} 452:{\displaystyle f(x)=\int _{\mathbb {R} ^{n}}\int _{\mathbb {R} ^{n}}e^{2\pi i(x-y)\cdot \xi }\,f(y)\,dy\,d\xi .} 1724:
is a left inverse for the Fourier transform. However it is also a right inverse for the Fourier transform i.e.
4007: 2565:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}g(x):=\lim _{R\to \infty }\int _{-R}^{R}e^{2\pi ix\xi }\,g(\xi )\,d\xi .} 5762: 4984: 1491: 1810: 1693: 2441:) and is piecewise smooth then a version of the Fourier inversion theorem holds. In this case we define 872:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}g(x):=\int _{\mathbb {R} ^{n}}e^{2\pi ix\cdot \xi }\,g(\xi )\,d\xi .} 4270:
When considering the Fourier series of a function it is conventional to rescale it so that it acts on
1461: 1431: 4704:{\displaystyle f\colon ^{n}\to \mathbb {C} ,\quad {\hat {f}}\colon \mathbb {Z} ^{n}\to \mathbb {C} ,} 570: 17: 3757:{\displaystyle f(x)={\mathcal {F}}({\mathcal {F}}^{-1}f)(x)={\mathcal {F}}^{-1}({\mathcal {F}}f)(x)} 1844: 5026: 3994:{\displaystyle \langle {\mathcal {F}}f,\varphi \rangle :=\langle f,{\mathcal {F}}\varphi \rangle ,} 1297: 309:{\displaystyle f(x)=\int _{\mathbb {R} ^{n}}e^{2\pi ix\cdot \xi }\,({\mathcal {F}}f)(\xi )\,d\xi .} 2317:
be continuous but still require that it and its Fourier transform are absolutely integrable. Then
2297:
The Fourier inversion theorem holds for all continuous functions that absolutely integrable (i.e.
729:{\displaystyle ({\mathcal {F}}f)(\xi ):=\int _{\mathbb {R} ^{n}}e^{-2\pi iy\cdot \xi }\,f(y)\,dy.} 191:{\displaystyle ({\mathcal {F}}f)(\xi ):=\int _{\mathbb {R} ^{n}}e^{-2\pi iy\cdot \xi }\,f(y)\,dy,} 3007:
The conclusion of the theorem is then the same as for the piecewise smooth case discussed above.
4983:
More abstractly, the Fourier inversion theorem is a statement about the Fourier transform as an
5036: 5022: 4988: 4976: 3786: 3413: 2327: 2286: 615: 77: 55: 1428:
It is immediate from the definition of the Fourier transform and the flip operator that both
4603:{\displaystyle f(x)=\int _{\mathbb {R} ^{n}}e^{2\pi ix\cdot \xi }\,{\hat {f}}(\xi )\,d\xi .} 4494:{\displaystyle {\hat {f}}(\xi ):=\int _{\mathbb {R} ^{n}}e^{-2\pi iy\cdot \xi }\,f(y)\,dy,} 2699:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}({\mathcal {F}}f)(x)={\frac {1}{2}}(f(x_{-})+f(x_{+})),} 3830:
by duality of the Fourier transform on the space of Schwartz functions. Specifically for
63: 4934:{\displaystyle f(x)=\sum _{k\in \mathbb {Z} ^{n}}e^{2\pi ix\cdot k}\,{\hat {f}}(k).} 3768: 3395: 54:
says that for many types of function it is possible to recover a function from its
1865:, this follows very easily from the Fourier inversion theorem (changing variables 4282:
periodic). In this section we instead use the somewhat unusual convention taking
1126:
is real valued then by taking the real part of each side of the above we obtain
5747: 4047:
then this agrees with the usual definition. We may define the inverse transform
47: 1607:
The form of the Fourier inversion theorem stated above, as is common, is that
586: 66:
information about a wave then we may reconstruct the original wave precisely.
59: 5649:{\displaystyle \textstyle \int f({\mathcal {F}}g)=\int ({\mathcal {F}}f)g} 6789: 4826:{\displaystyle {\hat {f}}(k):=\int _{^{n}}e^{-2\pi iy\cdot k}\,f(y)\,dy,} 6644:{\displaystyle \lim _{\varepsilon \to 0}\phi _{\varepsilon }*f(x)=f(x).} 1418:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}f:=R{\mathcal {F}}f={\mathcal {F}}Rf.} 5561:{\displaystyle ({\mathcal {F}}g)(\xi )=({\mathcal {F}}f)(\xi /a)/a^{n}} 4293:, since that matches the convention of the Fourier transform used here. 739:
Furthermore, we assume that the Fourier transform is also integrable.
5439:{\displaystyle ({\mathcal {F}}g)(\xi )=({\mathcal {F}}f)(\xi -\eta )} 3629:{\displaystyle \textstyle {\mathcal {F}}f:=\lim _{k\to \infty }g_{k}} 553:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}={\mathcal {F}}R=R{\mathcal {F}}.} 58:. Intuitively it may be viewed as the statement that if we know all 1797:{\displaystyle {\mathcal {F}}({\mathcal {F}}^{-1}f)(\xi )=f(\xi ).} 2808:
If the function is absolutely integrable in one dimension (i.e.
2430:
If the function is absolutely integrable in one dimension (i.e.
3323:
If we drop all assumptions about the (piecewise) continuity of
25: 3308:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}({\mathcal {F}}f)(x)=f(x).} 1680:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}({\mathcal {F}}f)(x)=f(x).} 962:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}({\mathcal {F}}f)(x)=f(x).} 6713: 6367: 6148: 6076: 5942: 5831: 5682: 5631: 5609: 5515: 5487: 5410: 5382: 5232: 5092: 4219: 4203: 4187: 4167: 4159: 4110: 4077: 4057: 4013: 3977: 3946: 3924:{\displaystyle \varphi \in {\mathcal {S}}(\mathbb {R} ^{n})} 3898: 3846: 3797: 3734: 3715: 3680: 3669: 3588: 3361: 3342: 3267: 3248: 3038: 2832: 2738: 2719: 2613: 2594: 2454: 2403:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}({\mathcal {F}}f)(x)=g(x)} 2365: 2346: 2311:
A slight variant is to drop the condition that the function
2222: 2211: 1921: 1902: 1850: 1817: 1747: 1736: 1700: 1639: 1620: 1592:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}({\mathcal {F}}f)(x)=f(x)} 1554: 1535: 1498: 1467: 1440: 1401: 1388: 1363: 921: 902: 773: 633: 569:
and its Fourier transform are absolutely integrable (in the
542: 526: 507: 276: 95: 5873:{\displaystyle {\mathcal {F}}f\in L^{1}(\mathbb {R} ^{n})} 5002:
shows that the Fourier transform is a unitary operator on
1525:, and in particular are equal to each other and satisfy 5178:
so the corresponding fact for the inverse transform is
3384:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}({\mathcal {F}}f)(x)} 2761:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}({\mathcal {F}}f)(x)} 5597: 3876:{\displaystyle f\in {\mathcal {S}}'(\mathbb {R} ^{n})} 3585: 2293:
Integrable functions with integrable Fourier transform
6663: 6581: 6278: 6142: 5892: 5828: 5679: 5596: 5481: 5376: 5187: 5048: 4840: 4718: 4622: 4508: 4396: 4310: 4156: 4053: 4010: 3940: 3889: 3836: 3794: 3787:
may be defined on the space of tempered distributions
3651: 3584: 3425: 3338: 3244: 3034: 2828: 2715: 2590: 2450: 2342: 1884: 1847: 1813: 1733: 1696: 1616: 1531: 1494: 1464: 1434: 1359: 1300: 1135: 986: 898: 769: 627: 503: 328: 210: 89: 5025:
hold for the inverse Fourier transform, such as the
2768:equals the average of the left and right limits of 36:This page was used while drafting a rewrite of the 6764: 6643: 6544: 6246: 6108: 5872: 5701: 5648: 5560: 5438: 5321: 5167: 4933: 4825: 4703: 4602: 4493: 4381: 4297:The Fourier inversion theorem is analogous to the 4253: 4139: 4023: 3993: 3923: 3875: 3822: 3756: 3628: 3567: 3383: 3307: 3218: 2996: 2760: 2698: 2564: 2402: 2260: 1857: 1833: 1796: 1716: 1679: 1591: 1517: 1480: 1450: 1417: 1339: 1263: 1109: 961: 871: 728: 552: 469:Another way to state the theorem is note that, if 451: 308: 190: 5315: 5161: 4991:). For example, the Fourier inversion theorem on 3319:No regularity condition; any number of dimensions 6583: 6133:. Applying the first and second fact from above 5973: 5702:{\displaystyle {\mathcal {F}}\varphi =\varphi .} 3823:{\displaystyle {\mathcal {S}}(\mathbb {R} ^{n})} 3600: 3068: 2862: 2484: 6807:Introduction to Partial Differential Equations 6654:Putting together the above we have shown that 614:is an integrable continuous function. Use the 76:satisfying certain conditions, and we use the 8: 3985: 3966: 3960: 3941: 3494: 3453: 3202: 3195: 2285:The Fourier inversion theorem holds for all 69:The theorem says that if we have a function 6809:, 2nd ed, Princeton University Press, 1995. 4950:is simply an integer and the sum runs from 4613:In the Fourier series case we instead have 3021:is continuous and absolutely integrable on 1275:Inverse transform in terms of flip operator 4031:is defined using the integral formula. If 3229:The conclusion is now simply that for all 6733: 6712: 6711: 6687: 6675: 6671: 6670: 6668: 6662: 6602: 6586: 6580: 6515: 6498: 6478: 6473: 6458: 6450: 6441: 6437: 6425: 6416: 6408: 6404: 6403: 6401: 6387: 6366: 6365: 6333: 6328: 6319: 6313: 6302: 6290: 6286: 6285: 6283: 6277: 6233: 6228: 6213: 6205: 6196: 6192: 6180: 6171: 6147: 6146: 6141: 6096: 6075: 6074: 6042: 6037: 6028: 6022: 6011: 5999: 5995: 5994: 5992: 5976: 5962: 5941: 5940: 5916: 5904: 5900: 5899: 5897: 5891: 5861: 5857: 5856: 5846: 5830: 5829: 5827: 5681: 5680: 5678: 5630: 5629: 5608: 5607: 5595: 5552: 5543: 5532: 5514: 5513: 5486: 5485: 5480: 5409: 5408: 5381: 5380: 5375: 5300: 5278: 5270: 5264: 5237: 5231: 5230: 5186: 5147: 5129: 5121: 5115: 5091: 5090: 5047: 4908: 4907: 4906: 4885: 4873: 4869: 4868: 4860: 4839: 4813: 4800: 4776: 4764: 4747: 4720: 4719: 4717: 4694: 4693: 4684: 4680: 4679: 4664: 4663: 4655: 4654: 4645: 4621: 4590: 4570: 4569: 4568: 4547: 4535: 4531: 4530: 4528: 4507: 4481: 4468: 4444: 4432: 4428: 4427: 4425: 4398: 4397: 4395: 4372: 4371: 4362: 4358: 4357: 4342: 4341: 4333: 4332: 4323: 4319: 4318: 4309: 4237: 4233: 4232: 4218: 4217: 4215: 4202: 4201: 4192: 4186: 4185: 4172: 4166: 4165: 4158: 4157: 4155: 4128: 4124: 4123: 4109: 4108: 4095: 4091: 4090: 4076: 4075: 4062: 4056: 4055: 4052: 4012: 4011: 4009: 3976: 3975: 3945: 3944: 3939: 3912: 3908: 3907: 3897: 3896: 3888: 3864: 3860: 3859: 3845: 3844: 3835: 3811: 3807: 3806: 3796: 3795: 3793: 3733: 3732: 3720: 3714: 3713: 3685: 3679: 3678: 3668: 3667: 3650: 3619: 3603: 3587: 3586: 3583: 3558: 3557: 3540: 3527: 3503: 3468: 3464: 3463: 3452: 3430: 3424: 3360: 3359: 3347: 3341: 3340: 3337: 3266: 3265: 3253: 3247: 3246: 3243: 3205: 3191: 3161: 3148: 3127: 3122: 3111: 3094: 3090: 3089: 3087: 3071: 3043: 3037: 3036: 3033: 2983: 2975: 2945: 2932: 2914: 2909: 2898: 2883: 2882: 2881: 2865: 2837: 2831: 2830: 2827: 2737: 2736: 2724: 2718: 2717: 2714: 2681: 2659: 2636: 2612: 2611: 2599: 2593: 2592: 2589: 2552: 2539: 2521: 2511: 2503: 2487: 2459: 2453: 2452: 2449: 2364: 2363: 2351: 2345: 2344: 2341: 2227: 2221: 2220: 2210: 2209: 2192: 2185: 2172: 2151: 2146: 2122: 2110: 2106: 2105: 2103: 2091: 2087: 2086: 2084: 2063: 2056: 2043: 2019: 2014: 1993: 1981: 1977: 1976: 1974: 1962: 1958: 1957: 1955: 1920: 1919: 1907: 1901: 1900: 1885: 1883: 1849: 1848: 1846: 1822: 1816: 1815: 1812: 1752: 1746: 1745: 1735: 1734: 1732: 1705: 1699: 1698: 1695: 1638: 1637: 1625: 1619: 1618: 1615: 1553: 1552: 1540: 1534: 1533: 1530: 1503: 1497: 1496: 1493: 1466: 1465: 1463: 1439: 1438: 1433: 1400: 1399: 1387: 1386: 1368: 1362: 1361: 1358: 1299: 1251: 1244: 1231: 1181: 1177: 1176: 1174: 1162: 1158: 1157: 1155: 1134: 1097: 1090: 1077: 1044: 1032: 1028: 1027: 1025: 1013: 1009: 1008: 1006: 985: 920: 919: 907: 901: 900: 897: 859: 846: 825: 813: 809: 808: 806: 778: 772: 771: 768: 716: 703: 679: 667: 663: 662: 660: 632: 631: 626: 541: 540: 525: 524: 512: 506: 505: 502: 439: 432: 419: 386: 374: 370: 369: 367: 355: 351: 350: 348: 327: 296: 275: 274: 270: 249: 237: 233: 232: 230: 209: 178: 165: 141: 129: 125: 124: 122: 94: 93: 88: 6561:with an approximate identity. But since 4965: 4301:. In the Fourier transform case we have 743:Inverse Fourier transform as an integral 6781: 319:In other words, the theorem says that 4977:applications of the Fourier transforrm 4024:{\displaystyle {\mathcal {F}}\varphi } 6817:Category:Theorems in Fourier analysis 5818:(where the convergence is pointwise). 2421:Integrable functions in one dimension 7: 4989:Fourier transform on function spaces 3011:Continuous; any number of dimensions 1518:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}f} 616:convention for the Fourier transform 78:convention for the Fourier transform 6257:Thus using the third fact above on 5023:properties of the Fourier transform 2804:Piecewise continuous; one dimension 1834:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}} 1717:{\displaystyle {\mathcal {F}}^{-1}} 3610: 3078: 2872: 2494: 24: 2786:is continuous this simply equals 1488:match the integral definition of 462:This last equation is called the 5590:, Fubini's theorem implies that 4944:In particular, in one dimension 3636:where the limit is taken in the 1481:{\displaystyle {\mathcal {F}}Rf} 1451:{\displaystyle R{\mathcal {F}}f} 977:The theorem can be restated as 29: 6758: 5225: 5221: 5086: 5082: 5017:Properties of inverse transform 4662: 4340: 3550: 3171: 2955: 2426:Piecewise smooth; one dimension 608:In this section we assume that 6814:Category:Generalized functions 6752: 6746: 6730: 6724: 6721: 6708: 6635: 6629: 6620: 6614: 6590: 6536: 6530: 6527: 6508: 6495: 6489: 6474: 6459: 6384: 6378: 6375: 6362: 6329: 6320: 6229: 6214: 6165: 6159: 6156: 6143: 6093: 6087: 6084: 6071: 6038: 6029: 5980: 5959: 5953: 5950: 5937: 5867: 5852: 5639: 5626: 5617: 5604: 5540: 5526: 5523: 5510: 5504: 5498: 5495: 5482: 5433: 5421: 5418: 5405: 5399: 5393: 5390: 5377: 5279: 5271: 5258: 5252: 5249: 5226: 5222: 5218: 5209: 5197: 5191: 5130: 5122: 5109: 5103: 5100: 5087: 5083: 5079: 5070: 5058: 5052: 4925: 4919: 4913: 4850: 4844: 4810: 4804: 4761: 4748: 4737: 4731: 4725: 4690: 4669: 4651: 4642: 4629: 4587: 4581: 4575: 4518: 4512: 4478: 4472: 4415: 4409: 4403: 4368: 4347: 4329: 4243: 4228: 4134: 4119: 4104: 4101: 4086: 3918: 3903: 3870: 3855: 3817: 3802: 3751: 3745: 3742: 3729: 3706: 3700: 3697: 3674: 3661: 3655: 3607: 3537: 3531: 3442: 3436: 3378: 3372: 3369: 3356: 3299: 3293: 3284: 3278: 3275: 3262: 3181: 3175: 3158: 3152: 3119: 3105: 3075: 3061: 3055: 2965: 2959: 2942: 2936: 2906: 2892: 2869: 2855: 2849: 2755: 2749: 2746: 2733: 2690: 2687: 2674: 2665: 2652: 2646: 2630: 2624: 2621: 2608: 2549: 2543: 2491: 2477: 2471: 2397: 2391: 2382: 2376: 2373: 2360: 2336:is a continuous function, and 2305: 2248: 2242: 2239: 2216: 2182: 2176: 2053: 2047: 1938: 1932: 1929: 1916: 1858:{\displaystyle {\mathcal {F}}} 1788: 1782: 1773: 1767: 1764: 1741: 1671: 1665: 1656: 1650: 1647: 1634: 1586: 1580: 1571: 1565: 1562: 1549: 1331: 1322: 1313: 1307: 1241: 1235: 1228: 1219: 1207: 1195: 1145: 1139: 1087: 1081: 1066: 1054: 996: 990: 953: 947: 938: 932: 929: 916: 856: 850: 796: 790: 713: 707: 650: 644: 641: 628: 429: 423: 408: 396: 338: 332: 293: 287: 284: 271: 220: 214: 175: 169: 112: 106: 103: 90: 1: 5882:dominated convergence theorem 5763:approximation to the identity 4299:convergence of Fourier series 1340:{\displaystyle Rg(x):=g(-x).} 5337:The proof uses a few facts. 5037:Tables of Fourier transforms 2780:. Note that at points where 1350:Then we may instead define 3883:and for all test functions 3408:Square integrable functions 579:is continuous at the point 6832: 4265:Relation to Fourier series 2272:Conditions on the function 563:The theorem holds if both 475:is the flip operator i.e. 3416:). For example, putting 3414:Fourier transform article 1285:define the flip operator 52:Fourier inversion theorem 38:Fourier inversion theorem 973:Fourier integral theorem 464:Fourier integral theorem 5822:First note that, since 6766: 6645: 6546: 6248: 6110: 5874: 5703: 5650: 5562: 5440: 5323: 5169: 5031:Riemann–Lebesgue lemma 4972: 4935: 4827: 4705: 4604: 4495: 4383: 4255: 4141: 4025: 3995: 3925: 3877: 3824: 3785:The Fourier transform 3781:Tempered distributions 3758: 3630: 3569: 3385: 3309: 3220: 2998: 2762: 2700: 2566: 2404: 2262: 1859: 1835: 1798: 1718: 1681: 1593: 1519: 1482: 1452: 1419: 1341: 1265: 1111: 963: 873: 730: 554: 453: 310: 192: 6767: 6646: 6547: 6249: 6111: 5875: 5765:: for any continuous 5704: 5651: 5563: 5441: 5324: 5170: 4969: 4936: 4828: 4706: 4605: 4496: 4384: 4256: 4142: 4026: 3996: 3926: 3878: 3825: 3759: 3631: 3570: 3386: 3310: 3221: 2999: 2763: 2701: 2567: 2405: 2263: 1860: 1836: 1799: 1719: 1682: 1594: 1520: 1483: 1453: 1420: 1342: 1266: 1112: 964: 874: 731: 555: 454: 311: 193: 6661: 6579: 6276: 6140: 5890: 5826: 5677: 5594: 5479: 5374: 5185: 5046: 4838: 4716: 4620: 4506: 4394: 4308: 4154: 4051: 4008: 3938: 3887: 3834: 3792: 3649: 3582: 3423: 3336: 3242: 3032: 2826: 2713: 2588: 2448: 2340: 1882: 1845: 1811: 1731: 1694: 1614: 1529: 1492: 1462: 1432: 1357: 1298: 1133: 984: 896: 767: 625: 594:rather than for all 501: 326: 208: 87: 18:User:Quietbritishjim 6572:the last fact says 6555:the convolution of 5027:Convolution theorem 2516: 6762: 6641: 6597: 6542: 6244: 6106: 5987: 5870: 5699: 5646: 5645: 5558: 5436: 5319: 5165: 4973: 4931: 4880: 4823: 4701: 4600: 4491: 4379: 4251: 4137: 4021: 3991: 3921: 3873: 3820: 3754: 3626: 3625: 3614: 3565: 3381: 3305: 3216: 3082: 2994: 2876: 2758: 2696: 2562: 2499: 2498: 2400: 2287:Schwartz functions 2281:Schwartz functions 2258: 2256: 1855: 1831: 1794: 1714: 1677: 1589: 1515: 1478: 1448: 1415: 1337: 1261: 1107: 959: 869: 726: 550: 449: 306: 188: 6582: 6456: 6431: 6211: 6186: 5972: 5308: 5284: 5155: 5135: 4916: 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Folland, 6801: 6798: 6795: 6794: 6780: 6779: 6777: 6774: 6773: 6772: 6761: 6757: 6754: 6751: 6748: 6745: 6742: 6739: 6736: 6732: 6729: 6726: 6723: 6720: 6715: 6710: 6705: 6702: 6699: 6696: 6693: 6690: 6686: 6678: 6673: 6667: 6652: 6651: 6640: 6637: 6634: 6631: 6628: 6625: 6622: 6619: 6616: 6613: 6610: 6605: 6601: 6595: 6592: 6589: 6585: 6553: 6552: 6541: 6538: 6535: 6532: 6529: 6526: 6523: 6518: 6514: 6510: 6507: 6504: 6501: 6497: 6494: 6491: 6488: 6481: 6476: 6471: 6468: 6465: 6461: 6453: 6449: 6445: 6440: 6436: 6428: 6424: 6420: 6411: 6406: 6400: 6396: 6393: 6390: 6386: 6383: 6380: 6377: 6374: 6369: 6364: 6359: 6356: 6353: 6350: 6347: 6344: 6341: 6336: 6331: 6326: 6322: 6316: 6312: 6308: 6305: 6301: 6293: 6288: 6282: 6255: 6254: 6243: 6236: 6231: 6226: 6223: 6220: 6216: 6208: 6204: 6200: 6195: 6191: 6183: 6179: 6175: 6170: 6167: 6164: 6161: 6158: 6155: 6150: 6145: 6117: 6116: 6105: 6102: 6099: 6095: 6092: 6089: 6086: 6083: 6078: 6073: 6068: 6065: 6062: 6059: 6056: 6053: 6050: 6045: 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Index

User:Quietbritishjim
Fourier inversion theorem
mathematics
Fourier transform
frequency
phase
convention for the Fourier transform
Lebesgue sense
almost all
convention for the Fourier transform
Schwartz functions
statement section
almost everywhere
almost every
Fourier transform article
almost every
may be defined on the space of tempered distributions
convergence of Fourier series

applications of the Fourier transforrm
operator
Fourier transform on function spaces
properties of the Fourier transform
Convolution theorem
Riemann–Lebesgue lemma
Tables of Fourier transforms
convolution
approximation to the identity
dominated convergence theorem
operator

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