· EEM301

EEM301 Sinyaller ve Sistemler I: Fourier Özeti ve Faydalı Bağıntılar (Alper Uraz)

EEM301 – Sinyaller ve Sistemler I · 03.01.2007 · 16.10.2026

Bu yazı, Başkent Üniversitesi EEM301 Sinyaller ve Sistemler I dersinde Prof. Dr. Alper Uraz'ın dağıttığı iki sayfalık "Fourier Summary" (EEM301-UsefulSummary) formül kâğıdını içeriyor. Belgenin iki sürümü var: Ocak 2007 tarihli ilk sürüm ve 2010'da düzeltilip konvolüsyon özelliği eklenmiş sürüm. Aşağıdaki metin yeni sürümden aktarıldı. Her iki Word dosyası yazının sonunda ZIP olarak indirilebilir.

Konvolüsyon

Konvolüsyon özelliği (2010 sürümünde eklenmiş):

  • y(t) = h(t) ∗ x(t) ⟷ Y(ω) = H(ω) X(ω)
  • y(n) = h(n) ∗ x(n) ⟷ Y(e^(jω)) = H(e^(jω)) X(e^(jω))
Sürekli zaman (CT)Ayrık zaman (DT)
Nedensel olmayan x(·), h(·)y(t) = ∫₋∞^∞ x(τ) h(t − τ) dτy(n) = Σ_{k=−∞}^{∞} x(k) h(n − k)
Nedensel x(·), h(·)y(t) = ∫₀ᵗ x(τ) h(t − τ) dτy(n) = Σ_{k=0}^{n} x(k) h(n − k)

Fourier serileri

x(t) ⟷ aₖ ve x(n) ⟷ aₖ (FS):

CTDT
Sentez denklemix(t) = Σ_{k=−∞}^{∞} aₖ e^(jkω₀t)x(n) = Σ_{k=⟨N⟩} aₖ e^(jkω₀n)
Analiz denklemiaₖ = (1/T) ∫_T x(t) e^(−jkω₀t) dtaₖ = (1/N) Σ_{n=⟨N⟩} x(n) e^(−jkω₀n)

Fourier dönüşümleri

x(t) ⟷ X(ω), yani F[x(t)] = X(ω), x(t) = F⁻¹[X(ω)]; ayrık zamanda x(n) ⟷ X(e^(jω)).

CTDT
Sentez denklemix(t) = (1/2π) ∫₋∞^∞ X(ω) e^(jωt) dωx(n) = (1/2π) ∫_{2π} X(e^(jω)) e^(jωn) dω
Analiz denklemiX(ω) = ∫₋∞^∞ x(t) e^(−jωt) dtX(e^(jω)) = Σ_{n=−∞}^{∞} x(n) e^(−jωn)

Faydalı integraller

  • ∫ e^(ax) sin nx dx = e^(ax)/(a² + n²) · [a sin nx − n cos nx]
  • ∫ e^(ax) cos nx dx = e^(ax)/(a² + n²) · [a cos nx + n sin nx]
  • ∫ x sin nx dx = sin nx / n² − x cos nx / n
  • ∫ x cos nx dx = cos nx / n² + x sin nx / n
  • ∫ x e^(ax) dx = e^(ax) [x/a − 1/a²]
  • ∫ p·q dx = p [∫q dx] − ∫ [∫q dx] (dp/dx) dx (kısmi integrasyon)

Faydalı bağıntılar

Sonlu toplam formülü (her karmaşık a için):

  • Σ_{n=0}^{N−1} aⁿ = (1 − a^N)/(1 − a), a ≠ 1; a = 1 için N

Sonsuz toplam formülü:

  • Σ_{n=0}^{∞} aⁿ = 1/(1 − a), |a| < 1

Türevler:

  • Σ_{n=0}^{N−1} n aⁿ = a(1 − a^N)/(1 − a)² − N a^N/(1 − a)
  • Σ_{n=0}^{∞} n aⁿ = a/(1 − a)², |a| < 1

Farklı sınırlarla (a ≠ 1, pozitif/negatif M, N ve M ≤ N):

  • Σ_{n=M}^{N−1} aⁿ = (a^M − a^N)/(1 − a); a = 1 için N − M
  • Σ_{n=M}^{∞} aⁿ = a^M/(1 − a), |a| < 1
  • Σ_{n=1}^{N} n = N(N + 1)/2, Σ_{n=1}^{N} n² = N(N + 1)(2N + 1)/6

Not: 2007 tarihli ilk sürümde Σ n aⁿ (n = 0…∞) toplamı a/(1 − a) olarak yazılmıştı; doğrusu a/(1 − a)²'dir ve 2010 sürümünde düzeltilmiş.

Dikdörtgen ↔ kutupsal

Pozitif gerçel a, b ve tam sayı n için:

  • a − jb = r e^(jθ₁) ⇒ r = √(a² + b²), θ₁ = tan⁻¹(−b/a) = −tan⁻¹(b/a)
  • −a + jb = r e^(jθ₂) ⇒ r = √(a² + b²), θ₂ = π − tan⁻¹(b/a) = π + θ₁
  • e^(±jnπ) = cos(nπ) = (−1)ⁿ, sin(nπ) = 0, e^(±j2πn) = 1, e^(j(2n+1)π/2) = j(−1)ⁿ

j'nin kuvvetleri:

  • (−j)² = −1, (−j)³ = +j, (−j)⁴ = 1, (−j)⁵ = (−j)⁴(−j)¹ = −j, …
  • (+j)² = −1, (+j)³ = −j, (+j)⁴ = 1, (+j)⁵ = (+j)⁴(+j)¹ = +j, …

eem301-fourier-ozeti.zip

ZIP arşivi · 59 KB · 03.01.2007

⬇ (59 KB)