1. **Énoncé du problème :**
Calculer la transformée de Fourier (TF) du signal $S = S_1 + S_2$, où $S_1$ et $S_2$ sont deux triangles symétriques définis sur $[-T, T]$.
2. **Relation entre $S_2$ et $S_1$ :**
Le signal $S_2$ est le symétrique de $S_1$ par rapport à l'axe vertical $t=0$ et inversé en amplitude. Donc,
$$S_2(t) = -S_1(-t)$$
3. **Expression de la TF de $S$ en fonction de celle de $S_1$ :**
La TF est linéaire, donc
$$\hat{S}(f) = \hat{S}_1(f) + \hat{S}_2(f) = \hat{S}_1(f) + \mathcal{F}[-S_1(-t)](f)$$
Utilisant la propriété de symétrie,
$$\mathcal{F}[S_1(-t)](f) = \hat{S}_1(-f)$$
Donc,
$$\hat{S}_2(f) = -\hat{S}_1(-f)$$
Ainsi,
$$\hat{S}(f) = \hat{S}_1(f) - \hat{S}_1(-f)$$
4. **Définition du créneau $\Pi$ :**
$$\Pi(t) = \begin{cases} a, & 0 \leq t \leq \frac{T}{2} \\ 0, & \text{ailleurs} \end{cases}$$
5. **Vérification de $a$ :**
Puisque $S_1 = \Pi * \Pi$, l'énergie de $S_1$ est liée à $a$ et $T$.
L'aire sous $\Pi$ est $a \times \frac{T}{2}$.
L'énergie de $S_1$ est $a^2 \frac{T}{2}$, donc $a = a^2 \frac{T}{2}$ implique $a = \frac{2}{T}$.
6. **Calcul de la TF de $\Pi$ :**
$$\hat{\Pi}(f) = \int_0^{\frac{T}{2}} a e^{-2i\pi f t} dt = a \left[ \frac{e^{-2i\pi f t}}{-2i\pi f} \right]_0^{\frac{T}{2}} = a \frac{1 - e^{-i\pi f T}}{2i\pi f}$$
7. **TF de $S_1$ :**
Comme $S_1 = \Pi * \Pi$, alors
$$\hat{S}_1(f) = \hat{\Pi}(f)^2 = \left(a \frac{1 - e^{-i\pi f T}}{2i\pi f}\right)^2$$
8. **TF de $S$ :**
$$\hat{S}(f) = \hat{S}_1(f) - \hat{S}_1(-f)$$
9. **Signal périodique $X$ de période $T' = 2T$ :**
$$X(t) = \sum_{k=-\infty}^{+\infty} S(t - kT')$$
10. **Coefficients de Fourier $C_n$ de $X$ :**
$$C_n = \frac{1}{T'} \int_{-\frac{T'}{2}}^{\frac{T'}{2}} X(t) e^{-i n \omega_0 t} dt$$
avec $\omega_0 = \frac{2\pi}{T'} = \frac{\pi}{T}$.
11. **Lien entre $C_n$ et $\hat{S}$ :**
Par la propriété des séries de Fourier et transformée de Fourier,
$$C_n = \frac{1}{T'} \hat{S}(f = \frac{n}{T'}) = \frac{1}{2T} \hat{S}\left(\frac{n}{2T}\right)$$
12. **Calcul explicite des coefficients $C_n$ :**
Substituer $f = \frac{n}{2T}$ dans l'expression de $\hat{S}(f)$ obtenue précédemment.
**Réponse finale :**
$$\boxed{\begin{cases}
S_2(t) = -S_1(-t) \\
\hat{S}(f) = \hat{S}_1(f) - \hat{S}_1(-f) \\
\hat{\Pi}(f) = a \frac{1 - e^{-i\pi f T}}{2i\pi f} \\
\hat{S}_1(f) = \left(\hat{\Pi}(f)\right)^2 \\
C_n = \frac{1}{2T} \hat{S}\left(\frac{n}{2T}\right)
\end{cases}}$$
Fourier Triangle 0B672C
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