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  <name>Transformada de Fourier de Tiempo Continuo (CTFT)</name>

  <metadata>
  <md:version>2.9</md:version>
  <md:created>2005/07/27 20:01:49.108 GMT-5</md:created>
  <md:revised>2005/07/27 20:14:28.792 GMT-5</md:revised>
  <md:authorlist>
      <md:author id="richb">
      <md:firstname>Richard</md:firstname>
      <md:othername>G.</md:othername>
      <md:surname>Baraniuk</md:surname>
      <md:email>richb@rice.edu</md:email>
    </md:author>
      <md:author id="mselik">
      <md:firstname>Melissa</md:firstname>
      
      <md:surname>Selik</md:surname>
      <md:email>mselik@alumni.rice.edu</md:email>
    </md:author>
      <md:author id="fpmeza">
      <md:firstname>Fara</md:firstname>
      <md:othername>P.</md:othername>
      <md:surname>Meza</md:surname>
      <md:email>fpmeza@utep.edu</md:email>
    </md:author>
      <md:author id="erikaj">
      <md:firstname>Erika</md:firstname>
      <md:othername>Sarait</md:othername>
      <md:surname>Jackson</md:surname>
      <md:email>erikaj@utep.edu</md:email>
    </md:author>
  </md:authorlist>

  <md:maintainerlist>
    <md:maintainer id="fpmeza">
      <md:firstname>Fara</md:firstname>
      <md:othername>P.</md:othername>
      <md:surname>Meza</md:surname>
      <md:email>fpmeza@utep.edu</md:email>
    </md:maintainer>
    <md:maintainer id="erikaj">
      <md:firstname>Erika</md:firstname>
      <md:othername>Sarait</md:othername>
      <md:surname>Jackson</md:surname>
      <md:email>erikaj@utep.edu</md:email>
    </md:maintainer>
  </md:maintainerlist>
  
  <md:keywordlist>
    <md:keyword>CTFT</md:keyword>
    <md:keyword>frecuencia continua</md:keyword>
    <md:keyword>tiempo continuo</md:keyword>
    <md:keyword>transformada de Fourier</md:keyword>
  </md:keywordlist>

  <md:abstract>Detalles de la la transformada de Fourier de Tiempo-Continuo.</md:abstract>
</metadata>

  <!-- ****************************************** -->

  <content>
    
    <section id="intro">
      <name>Introducción</name>
      <para id="p_intro">
	Debido al gran número de señales de tiempo-continuo que estan presentes en las  <cnxn document="m0039">series de Fourier
	  </cnxn> nos da una primera ojeada de cuantas maneras podemos representar algunas de estas señales de manera general: como una superposición de un nómero de señales senosoidales. Ahora podemos ver la manera de representar señales noperiodicas de tiempo continuo usando la misma idea de superposición. A continuación presentaremos la 
	<term>Transformada de Fourier de Tiempo-Continuo</term> (CTFT), también conocida solo como Transformada de Fourier (FT).  Por que la 
	CTFT ahora trataremos con señales no periodicas, encontraremos una manera de incluir  <emphasis>todas</emphasis>las frecuencias en ecuaciones en general.
      </para>
      
      <section id="sub1">
	<name>Ecuaciones</name>

	<equation id="eqn1">
	  <name>Transformada de Fourier de Tiempo-Continuo</name>
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:apply>
		<m:ci type="fn">ℱ</m:ci>
		<m:ci>Ω</m:ci>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:int/>
		<m:bvar>
		  <m:ci>t</m:ci>
		</m:bvar>
		<m:lowlimit>
		  <m:apply>
		    <m:minus/>
		    <m:infinity/>
		  </m:apply>
		</m:lowlimit>
		<m:uplimit>
		  <m:infinity/>
		</m:uplimit>
		<m:apply>
		  <m:times/>
		  <m:apply>
		    <m:ci>f</m:ci>
		    <m:ci>t</m:ci>
		  </m:apply>
		  <m:apply>
		    <m:exp/>
		    <m:apply>
		      <m:minus/>
		      <m:apply>
			<m:times/>
			<m:imaginaryi/>
			<m:ci>Ω</m:ci>
			<m:ci>t</m:ci>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>
	</equation>
	
	<equation id="eqn2">
	  <name>Inversa de la CTFT</name>
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:eq/>
	      <m:apply>
		<m:ci>f</m:ci>
		<m:ci>t</m:ci>
	      </m:apply>
	      <m:apply>
		<m:times/>
		<m:apply>
		  <m:divide/>
		  <m:cn>1</m:cn>
		  <m:apply>
		    <m:times/>
		    <m:cn>2</m:cn>
		    <m:pi/>
		  </m:apply>
		</m:apply>
		<m:apply>
		  <m:int/>
		  <m:bvar>
		    <m:ci>Ω</m:ci>
		  </m:bvar>
		  <m:lowlimit>
		    <m:apply>
		      <m:minus/>
		      <m:infinity/>
		    </m:apply>
		  </m:lowlimit>
		  <m:uplimit>
		    <m:infinity/>
		  </m:uplimit>
		  <m:apply>
		    <m:times/>
		    <m:apply>
		      <m:ci type="fn">ℱ</m:ci>
		      <m:ci>Ω</m:ci>
		    </m:apply>
		    <m:apply>
		      <m:exp/>
		      <m:apply>
			<m:times/>
			<m:imaginaryi/>
			<m:ci>Ω</m:ci>
			<m:ci>t</m:ci>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:apply>
	  </m:math>
	</equation>
	
	
	<para id="p_eq1">
	  <note type="precaución">
	    No se confunda con la notación - es común ver la formula anterior escrita un poco diferente.  Una de las diferencias más comunes echa por los profesores es la forma de escribir el exponente. Arriba escribimos la variable de la frecuancia readial <m:math><m:ci>Ω</m:ci>
	    </m:math> en el exponencial, donde
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:eq/>
		<m:ci>Ω</m:ci>
		<m:apply>
		  <m:times/>
		  <m:cn>2</m:cn>
		  <m:pi/>
		  <m:ci>f</m:ci>
		</m:apply>
	      </m:apply>
	    </m:math>, pero también vemos que los profesores incluyen la expresión más explicicta, 
	    <m:math>
	      <m:apply>
		<m:times/>
		<m:imaginaryi/>
		<m:ci>2</m:ci>
		<m:pi/>
		<m:ci>f</m:ci>
		<m:ci>t</m:ci>
	      </m:apply>
	    </m:math>, en el exponencial.  
	    <cnxn document="m10161">Véase aqui</cnxn> para una descripción de la notación utilizada en los modulos de Procesamiento Digital de Señales DSP.
	  </note>
	</para>
      </section>
      
      <para id="p_eq2">
	La ecuacuión anterior para las CFT y su inversa vienen directamente de las series de Fourier y de nuesro entendimiento de sus coeficientes. Para la CTFT simplemente utilizamos la intergración en lugar de la simulación para ser capaces de expresar las señales periódicas. Esto debería tener sentido ya que simlemente estamos extendiendo las ideas de las series de Fourier para las CTFT para incluir las señales no-periódicas,y así todo el espectro de la frecuencia. Véase la
	<cnxn document="m0046">Derivación de la Transformada de  Fourier
	  </cnxn>  para una mirada más profunda del tema.
      </para>
    </section>
    
    
    <section id="sect1"><name>Espacios Relevantes</name>
      <para id="para1">
	El mapeo de la Transformada de Fourier de Tiempo-Continuo de longitud-infinita, en señales de tiempo-continuo
	<m:math><m:apply><m:power/><m:ci>L</m:ci><m:cn>2</m:cn></m:apply></m:math>
	a longitud-infinita,señales de frecuancia-continua en 
	<m:math><m:apply><m:power/><m:ci>L</m:ci><m:cn>2</m:cn></m:apply></m:math>.
	Revisando el  <cnxn document="m12865">Análisis de Fourier
	  </cnxn> para una descripción de todos los espacios usados en el análisis de Fourier.
      </para>
      
      <figure id="fig1">
<!--	<media type="image/jpeg" src="CTFT1.jpg"/> -->
	<media type="image/png" src="CTFTspacee.png"/>
	<caption>
	  Mapeando 
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:ci type="fn">
		<m:msup>
		  <m:mi>L</m:mi>
		  <m:mn>2</m:mn>
		</m:msup>
	      </m:ci>
	      <m:reals/>
	    </m:apply>
	  </m:math>
	  en el dominio del tiempo a
	  <m:math>
	    <m:apply>
	      <m:ci><m:msup><m:mi>L</m:mi><m:mn>2</m:mn></m:msup></m:ci>
	      <m:reals/>
	    </m:apply>
	  </m:math>
	  en el dominio de frecuencia.
	</caption>
      </figure>
      
      <para id="p_link">
	Para más información de las caracteristicas de la CTFT,
	por favor véase el modulo de las <cnxn document="m10100">
	  Propiedades de la Transformada de Fourier </cnxn>.
      </para>

    </section>
    
    <section id="examples">
      <name>Problemas de Ejemplo</name>
      
      <exercise id="exer1">
	<problem>
	  <para id="prob_1">
	    Encontrar la Transformada de Fourier(CTFT) de la función

	    <equation id="eq_p1">
	      <m:math>
		<m:apply>
		  <m:eq/>
		  <m:apply>
		    <m:ci type="fn">f</m:ci>
		    <m:ci>t</m:ci>
		  </m:apply>
		  <m:apply>
		    <m:piecewise>
		      <m:piece>
			<m:apply>
			  <m:exp/>
			  <m:apply>
			    <m:minus/>
			    <m:apply>
			      <m:times/>
			      <m:ci>α</m:ci>
			      <m:ci>t</m:ci>
			    </m:apply>
			  </m:apply>
			</m:apply>
			<m:apply>
			  <m:geq/>
			  <m:ci>t</m:ci>
			  <m:cn>0</m:cn>
			</m:apply>
		      </m:piece>
		      <m:otherwise>
			<m:cn>0</m:cn>
		      </m:otherwise>
		    </m:piecewise>
		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:math>
	    </equation>
	  </para>
	</problem>
	
	<solution>
	  <para id="sol_1">
	    Para poder calcular la transformada de Fourier, todo lo que necesitamos es usar los <cnxn target="eqn1" strength="9"/>, <cnxn document="m10060">expnenciales complejos</cnxn>,
	    y cálculos básicos.
	    
	    <equation id="sol1a">
	      <m:math>
		<m:apply>
		  <m:eq/>
		  <m:apply>
		    <m:ci type="fn">ℱ</m:ci>
		    <m:ci>Ω</m:ci>
		  </m:apply>

		  <m:apply>
		    <m:int/>
		    <m:bvar>
		      <m:ci>t</m:ci>
		    </m:bvar>
		    <m:lowlimit>
		      <m:apply>
			<m:minus/>
			<m:infinity/>
		      </m:apply>
		    </m:lowlimit>
		    <m:uplimit>
		      <m:infinity/>
		    </m:uplimit>
		    <m:apply>
		      <m:times/>
		      <m:apply>
			<m:ci>f</m:ci>
			<m:ci>t</m:ci>
		      </m:apply>
		      <m:apply>
			<m:exp/>
			<m:apply>
			  <m:minus/>
			  <m:apply>
			    <m:times/>
			    <m:imaginaryi/>
			    <m:ci>Ω</m:ci>
			    <m:ci>t</m:ci>
			  </m:apply>
			</m:apply>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
		  
		  <m:apply>
		    <m:int/>
		    <m:bvar>
		      <m:ci>t</m:ci>
		    </m:bvar>
		    <m:lowlimit>
		      <m:cn>0</m:cn>
		    </m:lowlimit>
		    <m:uplimit>
		      <m:infinity/>
		    </m:uplimit>
		    <m:apply>
		      <m:times/>
		      <m:apply>
			<m:exp/>
			<m:apply>
			  <m:minus/>
			  <m:apply>
			    <m:times/>
			    <m:ci>α</m:ci>
			    <m:ci>t</m:ci>
			  </m:apply>
			</m:apply>
		      </m:apply>
		      <m:apply>
			<m:exp/>
			<m:apply>
			  <m:minus/>
			  <m:apply>
			    <m:times/>
			    <m:imaginaryi/>
			    <m:ci>Ω</m:ci>
			    <m:ci>t</m:ci>
			  </m:apply>
			</m:apply>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
		  
		  <m:apply>
		    <m:int/>
		    <m:bvar>
		      <m:ci>t</m:ci>
		    </m:bvar>
		    <m:lowlimit>
		      <m:cn>0</m:cn>
		    </m:lowlimit>
		    <m:uplimit>
		      <m:infinity/>
		    </m:uplimit>
		    <m:apply>
		      <m:exp/>
		      <m:apply>
			<m:times/>
			<m:apply>
			  <m:minus/>
			  <m:ci>t</m:ci>
			</m:apply>
			<m:apply>
			  <m:plus/>
			  <m:ci>α</m:ci>
			  <m:apply>
			    <m:times/>
			    <m:imaginaryi/>
			    <m:ci>Ω</m:ci>
			  </m:apply>
			</m:apply>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
		  
		  <m:apply>
		    <m:minus/>
		    <m:cn>0</m:cn>
		    <m:apply>
		      <m:divide/>
		      <m:cn>-1</m:cn>
		      <m:apply>
			<m:plus/>
			<m:ci>α</m:ci>
			<m:apply>
			  <m:times/>
			  <m:imaginaryi/>
			  <m:ci>Ω</m:ci>
			</m:apply>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
		  
		</m:apply>
	      </m:math>
	    </equation>

	    <equation id="sol1b">
	      <m:math>
		<m:apply>
		  <m:eq/>
		  <m:apply>
		    <m:ci type="fn">ℱ</m:ci>
		    <m:ci>Ω</m:ci>
		  </m:apply>
		  <m:apply>
		    <m:divide/>
		    <m:cn>1</m:cn>
		    <m:apply>
		      <m:plus/>
		      <m:ci>α</m:ci>
		      <m:apply>
			<m:times/>
			<m:imaginaryi/>
			<m:ci>Ω</m:ci>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:math>
	    </equation>

	  </para>
	</solution>
      </exercise>
      


      <!-- SECOND PROBLEM *****************  -->

       <exercise id="exer2">
	<problem>
	  <para id="prob_2">
	    Encontrar la inversa de la Transformada de Fourier de la onda cuadrada definda como:

	    <equation id="eq_p2">
	      <m:math>
		<m:apply>
		  <m:eq/>
		  <m:apply>
		    <m:ci type="fn">X</m:ci>
		    <m:ci>Ω</m:ci>
		  </m:apply>
		  <m:apply>
		    <m:piecewise>
		      <m:piece>
			<m:cn>1</m:cn>
			<m:apply>
			  <m:leq/>
			  <m:apply>
			    <m:abs/>
			    <m:ci>Ω</m:ci>
			  </m:apply>
			  <m:cn>M</m:cn>
			</m:apply>
		      </m:piece>
		      <m:otherwise>
			<m:cn>0</m:cn>
		      </m:otherwise>
		    </m:piecewise>
		  </m:apply>
		</m:apply>
	      </m:math>
	    </equation>
	  </para>
	</problem>
	
	<solution>
	  <para id="sol_2">
	    Aqui usaremos la <cnxn target="eqn2" strength="8"/> para encontrar la inversa de la  FT, dado eso
	      <m:math>
		<m:apply>
		  <m:neq/>
		  <m:ci>t</m:ci>
		  <m:cn>0</m:cn>
		</m:apply>
	      </m:math>.
	    
	    <equation id="sol12a">
	      <m:math>
		<m:apply>
		  <m:eq/>
		  <m:apply>
		    <m:ci type="fn">x</m:ci>
		    <m:ci>t</m:ci>
		  </m:apply>

		  <m:apply>
		    <m:times/>
		    <m:apply>
		      <m:divide/>
		      <m:cn>1</m:cn>
		      <m:apply>
			<m:times/>
			<m:cn>2</m:cn>
			<m:pi/>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		    <m:apply>
		      <m:int/>
		      <m:bvar>
			<m:ci>Ω</m:ci>
		      </m:bvar>
		      <m:lowlimit>
			<m:apply>
			  <m:minus/>
			  <m:ci>M</m:ci>
			</m:apply>
		      </m:lowlimit>
		      <m:uplimit>
			<m:ci>M</m:ci>
		      </m:uplimit>
		      <m:apply>
			<m:exp/>
			<m:apply>
			  <m:imaginaryi/>
			  <m:ci>Ω</m:ci>
			  <m:ci>t</m:ci>
			</m:apply>
		      </m:apply>
		    </m:apply>
		  </m:apply>
		  
		  <m:apply>
		    <m:csymbol definitionURL="http://cnx.rice.edu/cd/cnxmath.ocd#evaluateat"/>
		    <m:bvar>
		      <m:ci>Ω</m:ci>
		    </m:bvar>

		    <m:condition>
		      <m:apply>
		        <m:exp/>
		        <m:apply>
			  <m:times/>
			  <m:imaginaryi/>
			  <m:ci>w</m:ci>
			</m:apply>		
		      </m:apply>
		    </m:condition>
<!--
		    <m:interval>
		      <m:apply>
			<m:minus/>
			<m:ci>M</m:ci>
		      </m:apply>
		      <m:ci>M</m:ci>
		    </m:interval>
	-->	    
		    <m:apply>
		      <m:times/>
		      <m:apply>
			<m:divide/>
			<m:cn>1</m:cn>
			<m:apply>
			  <m:times/>
			  <m:cn>2</m:cn>
			  <m:pi/>
			</m:apply>
		      </m:apply>
		      <m:apply>
			<m:exp/>
			<m:apply>
			  <m:imaginaryi/>
			  <m:ci>Ω</m:ci>
			  <m:ci>t</m:ci>
			</m:apply>
		      </m:apply>
		    </m:apply>		    
		  </m:apply>
		  
		  <m:apply>
		    <m:times/>
		    <m:apply>
		      <m:divide/>
		      <m:cn>1</m:cn>
		      <m:apply>
			<m:times/>
			<m:pi/>
			<m:ci>t</m:ci>
		      </m:apply>
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