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Aufgabe:


Bestimmen Sie die Fourier-Transformierte \( \mathcal{F}\{f(t)\}(\omega) \) der folgenden Funktionen:
a) \( f(t)=e^{-a|t|},\;a>0 \)

b) \( g(t)=\left\{\begin{array}{ll}t e^{-t} & \forall x \geq 0 \\ 0 & \text { sonst }\end{array}\right. \)

Bekomme nicht die exakten Ergebnisse raus und b) klappt gar nicht bei mir.

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a)

wegen f(t) = f(-t) fallen die Sinusanteile weg

\( F(ω) =  \frac{1}{\sqrt{2*π}} \int\limits_{-\infty}^{+\infty} e^{-a*|t|}*cos(ωt)dt \)

\( F(ω) =  \frac{2}{\sqrt{2*π}}\int\limits_{0}^{\infty} e^{-a*t}*cos(ωt)dt \)

\( F(ω) =   \sqrt{ \frac{2}{π}}  \int\limits_{0}^{\infty} e^{-a*t}*cos(ωt)dt\)

Die Stammfunktion lautet \( G(t) = \frac{e^{-a*t}(ω*sin(ωt)+a*cos(ωt))}{ω^2+a^2} +C \)

\( G(0) = \frac{a}{ω^2+a^2} + C \) und \( G(+\infty) = 0 + C \) daraus folgt

\( F(ω)  = \sqrt{ \frac{2}{π}} * - \frac{a}{ω^2+a^2} \)

b)
\( F(ω) =  \frac{1}{\sqrt{2*π}} \int\limits_{0}^{+\infty} t* e^{-t}* cos(ωt) dt - \frac{i}{\sqrt{2*π}} \int\limits_{0}^{+\infty} t* e^{-t}* sin(ωt) dt \)

\( F(ω) =  \frac{1}{\sqrt{2*π}} \frac{-ω^2+1}{ω^4+2ω^2+1} - \frac{i}{\sqrt{2*π}}\frac{2ω}{ω^4+2ω^2+1} \)

\( F(ω) =  \frac{1}{\sqrt{2*π}} \frac{-ω^2 -2iω + 1}{ω^4+2ω^2+1} = \frac{1}{\sqrt{2*π}} \frac{1}{(1+iω)^2} \)

oder

\( F(ω) =  \frac{1}{\sqrt{2*π}} \int\limits_{0}^{+\infty} t* e^{-t}* e^{-i*ωt} dt = \frac{1}{\sqrt{2*π}} \frac{1}{(1+iw)^2}  \)

((Hinweis: Integralbestimmung über Apps)

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