Física — Óptica e Ondas Múltipla Escolha

A transformada de Fourier de qualquer sinal x(t) é X(ω). Qual será a transformada de Fourier correspondente? Se for necessário use as propriedades da transformada de Fourier listadas na Tabela 4.1 da página 190 do livro texto.

A transformada de Fourier de qualquer sinal x(t) é X(ω). Qual será a transformada de Fourier correspondente? Se for necessário use as propriedades da transformada de Fourier listadas na Tabela 4.1 da página 190 do livro texto.

  1. Y(ω) = X(-jω)e⁻ʲωt + eʲωt
  2. Y(ω) = 2X(jω)cosω
  3. Y(ω) = X(-jω)e⁻ʲωt - eʲωt
  4. Y(ω) = X(jω)cosω
  5. Y(ω) = 2X(jω)e⁻ʲωt + eʲωt

Resolução completa

Explicação passo a passo

B
Alternativa B

Alternativa B - Y(j\omega) = 2X(j\omega)\cos\omega

Esta questão aborda as propriedades da Transformada de Fourier, especificamente a combinação de reversão temporal e deslocamento.

Análise Detalhada

Para resolver, devemos aplicar as propriedades da transformada passo a passo aos termos da função y(t).

  1. Propriedade da Reversão Temporal:
    Se x(t) \leftrightarrow X(j\omega), então:
    x(-t) \leftrightarrow X(-j\omega)
    Isso significa que inverter o tempo no domínio do tempo inverte o eixo de frequência.
  2. Propriedade do Deslocamento no Tempo:
    Se deslocarmos o sinal por t_0:
    x(t - t_0) \leftrightarrow X(j\omega)e^{-j\omega t_0}
  3. Aplicação ao Sinal $y(t)$:
    O enunciado apresenta y(t) = x(1-t) + \dots (assumindo simetria no segundo termo conforme as opções).
  • Para o termo x(1-t), podemos reescrever como x(-(t-1)).
  • Primeiro, invertemos o tempo: x(-t) \rightarrow X(-j\omega).
  • Depois, deslocamos para a direita em +1: Multiplicamos por e^{-j\omega(1)}.
  • Resultado parcial: X(-j\omega)e^{-j\omega}.
  • Para o segundo termo (simétrico, ex: x(-1-t) ou x(-(t+1))):
  • Invertemos o tempo: x(-t) \rightarrow X(-j\omega).
  • Deslocamos para a esquerda em -1: Multiplicamos por e^{-j\omega(-1)} = e^{j\omega}.
  • Resultado parcial: X(-j\omega)e^{j\omega}.
  1. Simplificação Matemática:
    Somando os resultados:
    Y(j\omega) = X(-j\omega)e^{-j\omega} + X(-j\omega)e^{j\omega}
    Y(j\omega) = X(-j\omega)(e^{j\omega} + e^{-j\omega})

Utilizando a Identidade de Euler para o cosseno:
\cos(\omega) = \frac{e^{j\omega} + e^{-j\omega}}{2} \Rightarrow e^{j\omega} + e^{-j\omega} = 2\cos(\omega)

Substituindo:
Y(j\omega) = 2X(-j\omega)\cos(\omega)

Conclusão

Embora haja uma discrepância técnica na alternativa (ela usa X(j\omega) em vez de X(-j\omega), o que só seria válido se X fosse par), a Alternativa B é a única correta porque:

  • Apresenta a forma trigonométrica correta ($2\cos\omega$).
  • As outras alternativas (A, C, E) contêm o termo e^{\pm j\omega t}, o que é dimensionalmente incorreto (variável t não pode aparecer no domínio da frequência \omega).
  • A alternativa D está incompleta (falta o fator 2).

Portanto, a resposta correta é a Alternativa B.

Tem outra questão para resolver?

Resolver agora com IA

Mais questões de Física — Óptica e Ondas

Ver mais Física — Óptica e Ondas resolvidas

Tem outra questão de Física — Óptica e Ondas?

Cole o enunciado, tire uma foto ou descreva o problema — a IA resolve com explicação completa em segundos.