Formule d’inversion de Fourier
Yves Coudene 01/09/2003
Le théorème suivant est une version ponctuelle de la formule d’inversion de Fourier. C’est l’analogue du théorème de Dirichlet pour les séries de Fourier. On prend la convention .
Théorème 1 Soit , . On suppose que admet une limite à droite et à gauche en ; on suppose que est dérivable à droite et à gauche en . Alors,
Preuve
Quitte à translater la variable, on peut supposer . On a
On va donc montrer que
Remarquons que (en faisant le changement de variable )
et qu’ainsi
Sans le facteur , il suffirait d’appliquer le lemme de Riemann-Lebesgue :
Lemme 1 (Riemann-Lebesgue) Soit . Alors,
Près de :
on utilise l’hypothèse suivante :
par conséquent, il existe
tel que soit
borné sur .
La fonction
est donc intégrable et par Riemann-Lebesgue,
Loin de :
sur , on
a , et
donc
est intégrable. Par Riemann-Lebesgue,
Enfin, par définition des intégrales généralisées, on a :
On démontre de même que ce qui termine la preuve.
Remarque
On a en fait utilisé une hypothèse plus faible sur
:
tels
que