Luận án Tiến sĩ Toán học: Tích chập suy rộng Fourier cosine, Fourier sine thời gian rời rạc và ứng dụng

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Luận án Tiến sĩ Toán học: Tích chập suy rộng Fourier cosine, Fourier sine thời gian rời rạc và ứng dụng

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Thông tin tài liệu

nghiên cứu biến đổi Fourier cosine thời gian rời rạc và biến đổi Fourier sine thời gian rời rạc với các dãy tín hiệu ban đầu là các dãy biến đổi đối xứng; xây dựng các tích chập suy rộng đối với các phép biến đổi Fourier cosine, Fourier sine thời gian rời rạc; đánh giá các bất đẳng thức tích chập suy rộng, tích chập thời gian rời rạc và ứng dụng giải một số lớp phương trình Toeplitz-Hankel rời rạc.

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1(N0) ✈ỵ✐ x(0) = 0✳ FcDT ✭①❡♠ tr❛♥❣ ✷✽✮ ❧➔ ❜✐➳♥ ✤ê✐ ❋♦✉r✐❡r ❝♦s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝✳ FsDT ✭①❡♠ tr❛♥❣ ✷✾✮ ❧➔ ❜✐➳♥ ✤ê✐ ❋♦✉r✐❡r s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝✳ (· ∗ ·) ✭①❡♠ tr❛♥❣ ✸✸✮ ❧➔ t➼❝❤ ❝❤➟♣ s✉② rë♥❣ ✤è✐ ✈ỵ✐ ♣❤➨♣ ❜✐➳♥ ✤ê✐ F ❋♦✉r✐❡r s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝✳ γ (· ∗ ·) ✭①❡♠ tr❛♥❣ ✹✶✮ ❧➔ t➼❝❤ ❝❤➟♣ s✉② rë♥❣ ✈ỵ✐ ❤➔♠ trå♥❣ γ(y) = sin ω F ✤è✐ ✈ỵ✐ ♣❤➨♣ ❜✐➳♥ ✤ê✐ ❋♦✉r✐❡r s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝✳ (· ∗ ·) ✭①❡♠ tr❛♥❣ ✹✼✮ ❧➔ t➼❝❤ ❝❤➟♣ s✉② rë♥❣ ✤è✐ ✈ỵ✐ ♣❤➨♣ ❜✐➳♥ ✤ê✐ F ❋♦✉r✐❡r ❝♦s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝✳ γ (· ∗ ·) ✭①❡♠ tr❛♥❣ ✺✷✮ ❧➔ t➼❝❤ ❝❤➟♣ s✉② rë♥❣ ✈ỵ✐ ❤➔♠ trå♥❣ γ(y) = sin ω F ✤è✐ ✈ỵ✐ ♣❤➨♣ ❜✐➳♥ ✤ê✐ ❋♦✉r✐❡r s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝✳ ♦ (· ∗ ·) ✭①❡♠ tr❛♥❣ ✻✵✮ ❧➔ t➼❝❤ ❝❤➟♣ ✤è✐ ✈ỵ✐ ♣❤➨♣ ❜✐➳♥ ✤ê✐ ❋♦✉r✐❡r ❝♦s✐♥❡ F t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝✳ TsDT ✭①❡♠ tr❛♥❣ ✻✽✮ ❧➔ t♦→♥ tû ❦✐➸✉ t➼❝❤ ❝❤➟♣ s✉② rë♥❣ ❋♦✉r✐❡r s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝✳ o (N0 ) sDT ❼ sDT ❼ cDT ❼ cDT ❼ cDT ❼ ✼ ✭①❡♠ tr❛♥❣ ✻✽✮ ❧➔ t♦→♥ tû ♥❣❤à❝❤ ✤↔♦ ❦✐➸✉ t➼❝❤ ❝❤➟♣ s✉② rë♥❣ ❋♦✉r✐❡r s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝✳ −1 TcDT ✭①❡♠ tr❛♥❣ ✼✵✮ ❧➔ t♦→♥ tû ♥❣❤à❝❤ ✤↔♦ ❦✐➸✉ t➼❝❤ ❝❤➟♣ s✉② rë♥❣ ❋♦✉r✐❡r ❝♦s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝✳ TcDT ✭①❡♠ tr❛♥❣ ✼✵✮ ❧➔ t♦→♥ tû ❦✐➸✉ t➼❝❤ ❝❤➟♣ s✉② rë♥❣ ❋♦✉r✐❡r ❝♦s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝✳ −1 ❼ TsDT ❼ ❼ ✭①❡♠ tr❛♥❣ ✼✷✮ ❧➔ t♦→♥ tû ❦✐➸✉ t➼❝❤ ❝❤➟♣ ❋♦✉r✐❡r ❝♦s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝✳ o ❼ T cDT ✭①❡♠ tr❛♥❣ ✼✸✮ ❧➔ t♦→♥ tû ♥❣❤à❝❤ ✤↔♦ ❦✐➸✉ t➼❝❤ ❝❤➟♣ ❋♦✉r✐❡r ❝♦s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝✳ o ❼ T −1 cDT ✽ ●✐↔✐ ❤➺ t❤❡♦ ♣❤÷ì♥❣ ♣❤→♣ ❈r❛♠❡r t❛ ✤÷đ❝  FsDT {x(n)}(ω) = ∆1 F ✭✸✳✺✻✮ ∆ ∆2 cDT {y(n)}(ω) = ∆ ❚ø ✤â ✈➔ tø ♣❤÷ì♥❣ tr➻♥❤ ✭✸✳✺✺✮ t❛ ❝â ∆1 =FsDT {z(n)}(ω) − FsDT (u ∗ h)(n) (ω) ∆ FsDT + FsDT (z ∗ k)(n) (ω) − FsDT ✭✸✳✺✼✮ (u ∗ h) ∗ k (n) (ω), FsDT FsDT FsDT ✈➔ ∆2 =FcDT {h(n)}(ω) + FcDT (h ∗ k)(n) (ω) ∆ FsDT − FcDT (v ∗ z)(n) (ω) − FcDT FcDT ✭✸✳✺✽✮ ♦ (v ∗ z) ∗ k (n) (ω) FcDT FcDT ❚ø ✭✸✳✺✻✮✱ ✭✸✳✺✼✮✱ ✭✸✳✺✽✮ ✈➔ tø ❝→❝ ỵ t õ x(n) = z(n) + z ∗ k (n) − u ∗ h (n) − u ∗ h ♦  y(n) = h(n) + h ∗ k (n) − v ∗ z (n) − v ∗ z FsDT FsDT FcDT ❱➻ ❝→❝ ❞➣② h(n), v(n), z(n) ∈ s✉② r❛ x(n), y(n) ∈ FcDT o (N ) FsDT FcDT ∗ k (n) FsDT ♦ ∗ k (n) FcDT ✈➔ t❤❡♦ ❝→❝ ỵ t t s rở o (N ) ỵ ữủ ự ❳➨t ❤➺ ♣❤÷ì♥❣ tr➻♥❤ ❞↕♥❣  ∞   x(n) + y(m) u(n + m − 1) + u(|n − m + 1|)    m=0  −u(|m + n + 1|) − u(|n − m − 1|)       = z(n) ✭✸✳✺✾✮ ∞ v(k) x(|n − k|) − x(n + k) + y(n) = w(n), k=0 ð ✤â ❝→❝ ❞➣② u(n), z(n), v(n) ✈➔ w(n) ❧➔ ❝→❝ ❞➣② ✤➣ ❜✐➳t✱ x(n) ✈➔ y(n) ❧➔ t ỵ u(n), v(n), z(n), w(n) ∈ o (N ) ✈➔ t❤ä❛ ♠➣♥ ✤✐➲✉ ❦✐➺♥ − sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) = 0, ∀ω ∈ [0, π] ✽✽ ✭✸✳✻✵✮ ❑❤✐ ✤â✱ ❤➺ ♣❤÷ì♥❣ tr➻♥❤ ✭✸✳✺✾✮ ❝â ♥❣❤✐➺♠ ❞✉② ♥❤➜t t❤✉ë❝ o (N ) ð ❞↕♥❣  γ γ ♦ ♦  x(n) = z(n) − w ∗ u (n) + h ∗ z (n) + h ∗ (w ∗ u) (n) FcDT  y(n) = ✈ỵ✐ h(n) ∈ FcDT w(n) − v ∗ z (n) + w ∗ h (n) − FsDT FsDT FcDT FcDT v ∗ z FsDT ♦ ∗ h (n), ✭✸✳✻✶✮ FcDT ✱ ①→❝ ✤à♥❤ ❜ð✐ (N0 ) π h(n) = π sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) cos(nω)dω − sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) ✭✸✳✻✷✮ ❈❤ù♥❣ ♠✐♥❤✳ ⑩♣ ❞ö♥❣ ❜✐➳♥ ✤ê✐ ❋♦✉r✐❡r ❝♦s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝ ✈➔♦ ❤❛✐ ✈➳ ❝õ❛ ♣❤÷ì♥❣ tr➻♥❤ ♠ët✱ ❜✐➳♥ ✤ê✐ ❋♦✉r✐❡r s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝ ✈➔♦ ❤❛✐ ✈➳ ❝õ❛ ♣❤÷ì♥❣ tr➻♥❤ ❤❛✐ tr♦♥❣ ❤➺ ✸✳✺✾ t❛ ✤÷đ❝    FcDT {x(n)}(ω)      + sin ω · FsDT {y(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω)   2FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {x(n)}(ω)      + FsDT {y(n)}(ω) = FcDT {z(n)}(ω) = FsDT {w(n)}(ω) ●✐↔✐ ❤➺ tr➯♥ t❤❡♦ ♣❤÷ì♥❣ ♣❤→♣ ❈r❛♠❡r ✈ỵ✐ ❤❛✐ ❜✐➳♥ ❧➔ FcDT {x(n)}(ω) ✈➔ FsDT {y(n)}(ω)✱ t❛ ❝â ∆ = − sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω), ✭✸✳✻✸✮ ∆1 = FcDT {z(n)}(ω) − sin ω · FsDT {w(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω), ✭✸✳✻✹✮ ∆2 = FsDT {w(n)}(ω) − 2FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {z(n)}(ω) ✭✸✳✻✺✮ ✈➔ ◆➳✉ − sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) = 0✱ ❦❤✐ ✤â tø ♣❤÷ì♥❣ tr➻♥❤ ✭✸✳✻✸✮ t❛ ❝â 1 = ∆ − sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) sin ω · FsDT {v(n)}(ω)FcDT {u(n)}(ω) =1 + − sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) ✭✸✳✻✻✮ ◆➳✉ − sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) = ❤➺ ✭✸✳✺✾✮ õ t t tỗ t↕✐ ❞✉② ♥❤➜t ❞➣② sè ♣❤ù❝ h(n) ∈ (N0 ) s❛♦ ❝❤♦ Hc (ω) :=FcDT {h(n)}(ω) = sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) − sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) ✽✾ ❙û ❞ư♥❣ ❜✐➳♥ ✤ê✐ ❋♦✉r✐❡r ❝♦s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝ ♥❣÷đ❝ tr♦♥❣ ✭✷✳✸✮ t❛ ✤÷đ❝ π h(n) = π sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) cos(nω)dω − sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) ❚❤❡♦ ❤➺ ❈r❛♠❡r ✈➔ tø ❝→❝ ♣❤÷ì♥❣ tr➻♥❤ ✭✸✳✺✾✮✱ ✭✸✳✻✸✮✱ ✭✸✳✻✹✮ ✈➔ ✭✸✳✻✺✮✱ t❛ ✤÷đ❝✿ FcDT {x(n)}(ω) = ∆1 ∆ = FcDT {z(n)}(ω) − sin ω · FsDT {w(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) · + 2FcDT {h(n)}(ω) = FcDT {z(n)}(ω) + 2FcDT {z(n)}(ω) · FcDT {h(n)}(ω) − sin ω · FsDT {w(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) − sin ω · FsDT {w(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) · FcDT {h(n)}(ω), ∆2 ∆ =FsDT {w(n)}(ω) − 2FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {z(n)}(ω) FsDT {y(n)}(ω) = + 2FsDT {w(n)}(ω) · FcDT {h(n)}(ω) − 4FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {z(n)}(ω) · FcDT {h(n)}(ω) ❉♦ t➼♥❤ ❣✐↔✐ t➼❝❤ ❝õ❛ ❜✐➳♥ ✤ê✐ ❋♦✉r✐❡r ❝♦s✐♥❡✱ ❜✐➳♥ ✤ê✐ ❋♦✉r✐❡r s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝ ✈➔ tø ❝→❝ ỵ t t ✤÷đ❝ ❝→❝ ❞➣② x(n), y(n) ∈ o (N ) ❝â ❞↕♥❣  γ γ ♦ ♦  x(n) = z(n) − w ∗ u (n) + h ∗ z (n) + h ∗ (w ∗ u) (n), FcDT  y(n) = FcDT w(n) − v ∗ z (n) + w ∗ h (n) − FsDT FsDT FcDT FcDT v ∗ z FsDT ♦ ∗ h (n) FcDT ✣à♥❤ ỵ ữủ ự t ữỡ tr s❛✉  ∞   x(n) + u(m) y(|n + m − 1|) + y(|n − m − 1|)    m=0  −y(n + m + 1) − y(|n − m + 1|)   ∞     v(k) x(k + n) + x(|k − n|)sign(k − n) + y(n) = z(n) ✭✸✳✻✼✮ = w(n), k=0 ð ✤â ❝→❝ ❞➣② u(n), z(n), v(n) ✈➔ w(n) ❧➔ ❝→❝ ❞➣② ✤➣ ❜✐➳t✱ x(n) ✈➔ y(n) ❧➔ ❝→❝ ❞➣② t ỵ u(n), z(n), v(n), w(n) ∈ ✱ ✈➔ t❤ä❛ ♠➣♥ ✤✐➲✉ ❦✐➺♥ (N0 ) − sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) = 0, ∀ω ∈ [0, π] ❑❤✐ ✤â ❤➺ ♣❤÷ì♥❣ tr➻♥❤ ♥❤÷ s❛✉ ✭✸✳✻✼✮ ❝â ♥❣❤✐➺♠ ❞✉② ♥❤➜t x(n) ✈➔ y(n) ∈  γ  x(n) = z(n) + z ∗ h (n) − u ∗ w (n) − FsDT  y(n) = ❱ỵ✐ h(n) ∈ FsDT ♦ w(n) + w ∗ h (n) − v ∗ z (n) − FcDT (N0 ) FsDT v ∗ z FcDT ∗ h (n) FsDT ♦ ∗ h (n) ✭✸✳✻✽✮ FcDT ①→❝ ✤à♥❤ ❜ð✐ π h(n) = π FcDT γ u ∗ w ✱ ①→❝ ✤à♥❤ (N0 ) sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) cos(nω)dω − sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) ✭✸✳✻✾✮ ❈❤ù♥❣ ♠✐♥❤✳ ❚❛ ❝â t❤➸ ✈✐➳t ❧↕✐ ữợ x(n) + u ∗ y (n) = z(n) FsDT   v ∗ x (n) + y(n) FcDT ✭✸✳✼✵✮ = w(n) ⑩♣ ❞ö♥❣ ❜✐➳♥ ✤ê✐ ❋♦✉r✐❡r s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝ ✈➔♦ ❤❛✐ ✈➳ ❝õ❛ ♣❤÷ì♥❣ tr➻♥❤ ✶ ✈➔ sû ❞ư♥❣ ✤➥♥❣ t❤ù❝ ✭✷✳✸✺✮✱ ❜✐➳♥ ✤ê✐ ❋♦✉r✐❡r ❝♦s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝ ✈➔♦ ❤❛✐ ✈➳ ❝õ❛ ♣❤÷ì♥❣ tr➻♥❤ ✷ ✈➔ sû ❞ư♥❣ ✤➥♥❣ t❤ù❝ ✭✷✳✺✶✮ ❝õ❛ ❤➺ ✭✸✳✻✼✮ t❛ ✤÷đ❝    FsDT {x(n)}(ω)      + sin ω · FcDT {u(n)}(ω) · FcDT {y(n)}(ω)   2FsDT {v(n)}(ω) · FsDT {x(n)}(ω)      + FcDT {y(n)}(ω) = FsDT {z(n)}(ω) ✭✸✳✼✶✮ = FcDT {w(n)}(ω) ❚ø ❤➺ t❛ ❝â ∆ = − sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω), ✭✸✳✼✷✮ ∆1 = FsDT {z(n)}(ω) − sin ω · FcDT {u(n)}(ω) · FcDT {w(n)}(ω), ✭✸✳✼✸✮ ∆2 = FcDT {w(n)}(ω) − · FsDT {v(n)}(ω) · FsDT {z(n)}(ω) ✭✸✳✼✹✮ ✈➔ ✾✶ ◆➳✉ − sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) = 0✱ t❛ ❝â 1 = ∆ − sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) =1 + − sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}() tỗ t t h(n) ∈ (N0 ) s❛♦ ❝❤♦ Hc (ω) :=FcDT {h(n)}(ω) = ✭✸✳✼✺✮ sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) − sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) ✭✸✳✼✻✮ ❙û ❞ư♥❣ ❝ỉ♥❣ t❤ù❝ ❜✐➳♥ ✤ê✐ ❋♦✉r✐❡r ❝♦s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝ ♥❣÷đ❝ ✭✷✳✸✮ t❛ ①→❝ ✤à♥❤ ✤÷đ❝ π h(n) = π sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) cos(nω)dω − sin ω · FsDT {v(n)}(ω) · FcDT {u(n)}(ω) õ ữỡ tr t ữợ = + 2FcDT {h(n)}(ω) ∆ ✭✸✳✼✼✮ ❚❤❡♦ ♣❤÷ì♥❣ ♣❤→♣ ❈r❛♠❡r✱ ♥❣❤✐➺♠ ❞✉② ♥❤➜t ❝õ❛ ❤➺ ♣❤÷ì♥❣ tr➻♥❤ ✭✸✳✻✼✮ ✤÷đ❝ ①→❝ ✤à♥❤ ❜ð✐  FsDT {x(n)}(ω) = F cDT {y(n)}(ω) = ∆1 ∆ ∆2 ∆ ✭✸✳✼✽✮ ❑➳t ❤ñ♣ ❝→❝ ữỡ tr rỗ t tr ❧↕✐ ❤➺ ✭✸✳✼✽✮ t❛ ✤÷đ❝ FsDT {x(n)}(ω) = FsDT {z(n)}(ω) − sin ω · FcDT {u(n)}(ω) · FcDT {w(n)}(ω) · + 2FcDT {h(n)}(ω) ✭✸✳✼✾✮ =FsDT {z(n)}(ω) + 2FsDT {z(n)}(ω) · FcDT {h(n)}(ω) − sin ω · FcDT {u(n)}(ω) · FcDT {w(n)}(ω) − sin ω · FcDT {u(n)}(ω) · FcDT {w(n)}(ω) · FcDT {h(n)}(ω), ✾✷ ✈➔ FcDT {y(n)}(ω) = FcDT {w(n)}(ω) − · FsDT {v(n)}(ω) · FsDT {z(n)}(ω) · + 2FcDT {h(n)}(ω) ✭✸✳✽✵✮ =FcDT {w(n)}(ω) + 2FcDT {w(n)}(ω)FcDT {h(n)}(ω) − · FsDT {v(n)}(ω) · FsDT {z(n)}(ω) − · FsDT {v(n)}(ω) · FsDT {z(n)}(ω) · FcDT {h(n)}(ω) ❚ø t➼♥❤ ❣✐↔✐ t➼❝❤ ❝õ❛ ❜✐➳♥ ✤ê✐ ❋♦✉r✐❡r ❝♦s✐♥❡ ✈➔ ❋♦✉r✐❡r s✐♥❡ t❤í✐ ❣✐❛♥ rí✐ r↕❝ ✈➔ tứ ỵ ỵ ✷✳✹✳✶ t❛ t❤✉ ✤÷đ❝ ❝→❝ ❞➣② x(n), y(n) ∈ ❧➔ ♥❣❤✐➺♠ ❝õ❛ ❤➺ ♣❤÷ì♥❣ tr➻♥❤ ✭✸✳✻✼✮ ð ❞↕♥❣  γ  x(n) = z(n) + z ∗ h (n) − u ∗ w (n) − FsDT  y(n) = FsDT γ u ∗ w FsDT o (N ) ∗ h (n) FsDT ♦ ♦ w(n) + w ∗ h (n) − v ∗ z (n) − (v ∗ z) h (n) FcDT FcDT ỵ ữủ ự ♠✐♥❤✳ FcDT FcDT ✷ ❑➳t ❧✉➟♥ ❈❤÷ì♥❣ ✸ ❈→❝ 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Ngày đăng: 29/09/2021, 20:24

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