Question Number 136950 by BHOOPENDRA last updated on 28/Mar/21
Answered by Olaf last updated on 28/Mar/21
$$\overset{\wedge} {{f}}\:^{{c}} \left(\nu\right)\:=\:\int_{−\infty} ^{+\infty} {f}\left({s}\right)\mathrm{cos}\left(\mathrm{2}\pi\nu{s}\right){ds}\:=\:\mathrm{Re}\overset{\wedge} {{f}}\left(\nu\right) \\ $$$$\mathcal{F}\left(\frac{\mathrm{1}}{{s}}\right)\:=\:−{i}\pi\mathrm{sign}\left(\nu\right) \\ $$$$\mathcal{F}\left({g}\left({s}\right)\mathrm{sin}\left({as}\right)\right)\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left[\overset{\wedge} {{g}}\left(\nu−\frac{{a}}{\mathrm{2}\pi}\right)+\overset{\wedge} {{g}}\left(\nu+\frac{{a}}{\mathrm{2}\pi}\right)\right] \\ $$$$\mathcal{F}\left(\frac{\mathrm{sin}\left({as}\right)}{{s}}\right)\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left[−{i}\pi\mathrm{sign}\left(\nu−\frac{{a}}{\mathrm{2}\pi}\right)−{i}\pi\mathrm{sign}\left(\nu+\frac{{a}}{\mathrm{2}\pi}\right)\right] \\ $$$$\mathcal{F}\left(\frac{\mathrm{sin}\left({as}\right)}{{s}}\right)\:=\:−\frac{{i}\pi}{\mathrm{2}}\left[\mathrm{sign}\left(\nu−\frac{{a}}{\mathrm{2}\pi}\right)+\mathrm{sign}\left(\nu+\frac{{a}}{\mathrm{2}\pi}\right)\right] \\ $$$$\overset{\wedge} {{f}}\:^{{c}} \left(\nu\right)\:=\:\mathrm{Re}\overset{\wedge} {{f}}\left(\nu\right)\:=\:\mathrm{0}\:???? \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 28/Mar/21
$$\mathrm{f}^{\bigstar} \left(\mathrm{x}\right)=\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}\pi}}\int_{\mathrm{R}} \mathrm{f}\left(\mathrm{t}\right)\mathrm{e}^{−\mathrm{ixt}} \:\mathrm{dt}\:\:=\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{2}\pi}}\int_{−\infty} ^{\infty} \:\mathrm{f}\left(\mathrm{t}\right)\mathrm{e}^{−\mathrm{ixt}} \:\mathrm{dt} \\ $$$$=\sqrt{\frac{\mathrm{2}}{\pi}}\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \mathrm{f}\left(\mathrm{t}\right)\mathrm{cos}\left(\mathrm{xt}\right)\mathrm{dt}\left(\mathrm{if}\:\mathrm{f}\:\mathrm{is}\:\mathrm{even}\right)\:\Rightarrow\:\mathrm{F}^{\wedge} \left(\frac{\mathrm{sin}\left(\mathrm{ax}\right)}{\mathrm{x}}\right)=\sqrt{\frac{\mathrm{2}}{\pi}}\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \frac{\mathrm{sin}\left(\mathrm{at}\right)}{\mathrm{t}}\mathrm{cos}\left(\mathrm{xt}\right)\mathrm{dt} \\ $$$$\mathrm{we}\:\mathrm{have}\:\mathrm{cosp}\:\mathrm{sinq}\:=\mathrm{cosp}.\mathrm{cos}\left(\frac{\pi}{\mathrm{2}}−\mathrm{q}\right) \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left\{\mathrm{cos}\left(\mathrm{p}−\mathrm{q}+\frac{\pi}{\mathrm{2}}\right)+\mathrm{cos}\left(\mathrm{p}+\mathrm{q}−\frac{\pi}{\mathrm{2}}\right)\right) \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left\{−\mathrm{sin}\left(\mathrm{p}−\mathrm{q}\right)+\mathrm{sin}\left(\mathrm{p}+\mathrm{q}\right)\right\}\:\Rightarrow\mathrm{cos}\left(\mathrm{xt}\right)\mathrm{sin}\left(\mathrm{at}\right) \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left\{\mathrm{sin}\left(\mathrm{x}+\mathrm{a}\right)\mathrm{t}−\mathrm{sin}\left(\mathrm{x}−\mathrm{a}\right)\mathrm{t}\right\}\:\Rightarrow\:\mathrm{case}\:\mathrm{1}\:\:\:\mathrm{x}>\mathrm{a} \\ $$$$\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{cos}\left(\mathrm{xt}\right)\mathrm{sin}\left(\mathrm{at}\right)}{\mathrm{t}}\mathrm{dt}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{sin}\left(\mathrm{x}+\mathrm{a}\right)\mathrm{t}}{\mathrm{t}}\mathrm{dt}\left(\rightarrow\left(\mathrm{x}+\mathrm{a}\right)\mathrm{t}=\mathrm{z}\right)−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \frac{\mathrm{sin}\left(\mathrm{x}−\mathrm{a}\right)\mathrm{t}}{\mathrm{t}}\mathrm{dt}\left(\rightarrow\left(\mathrm{x}−\mathrm{a}\right)\mathrm{t}=\mathrm{z}\right) \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{sinz}}{\frac{\mathrm{z}}{\mathrm{x}+\mathrm{a}}}\frac{\mathrm{dz}}{\mathrm{x}+\mathrm{a}}\:\:−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{sinz}}{\frac{\mathrm{z}}{\mathrm{x}−\mathrm{a}}}\frac{\mathrm{dz}}{\mathrm{x}−\mathrm{a}}=\mathrm{0}\:\Rightarrow\mathrm{f}^{\wedge} \left(\mathrm{x}\right)=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{case}\:\mathrm{2}\:−\mathrm{a}<\mathrm{x}<\mathrm{a}\:\Rightarrow\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{cos}\left(\mathrm{xt}\right)\mathrm{sin}\left(\mathrm{at}\right)}{\mathrm{t}}\mathrm{dt} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{sinz}}{\mathrm{z}}\mathrm{dz}\:+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{sin}\left(\mathrm{a}−\mathrm{x}\right)\mathrm{t}}{\mathrm{t}}\mathrm{dt}\:=\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{sinz}}{\mathrm{z}}\mathrm{dz}=\frac{\pi}{\mathrm{2}} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{f}^{\wedge} \left(\mathrm{x}\right)=\sqrt{\frac{\mathrm{2}}{\pi}}.\frac{\pi}{\mathrm{2}}=\frac{\pi\sqrt{\mathrm{2}}}{\mathrm{2}\sqrt{\pi}}\:=\sqrt{\frac{\pi}{\mathrm{2}}} \\ $$