On a :
SFf(t)=TAτ(1+2n=1∑∞sinc(Tnπτ)cos(nωt))Soit encore :
f(t)=TAτ(1+2n=1∑∞sinc(Tnπτ)cos(nωt))Or, on sait que :
X⟶0limsinc(X)=1Donc, si on pose
X=Tnπτ, on constate que lorsque
τ⟶0 alors
X⟶0. De fait :
τ⟶0limf(t)=τ⟶0lim(TAτ(1+2n=1∑∞1cos(nωt)))Soit :
τ⟶0limf(t)=TAτ⟶0lim(τ(1+2n=1∑∞cos(nωt)))Soit encore :
τ⟶0limf(t)=TAτ⟶0lim(τ+2τn=1∑∞cos(nωt))Donc :
τ⟶0limf(t)=T2An=1∑∞cos(nωt)τ⟶0limτLa subtilité est dans la somme
n=1∑∞cos(nωt). En effet, lorsque
t=T, cette somme diverge. Afin d'expliquer cela, posons
N∈N, et on a :
n=1∑Ncos(nωT)=n=1∑Ncos(n2π)=n=1∑N1=NDonc à
t=T, on a :
τ⟶0limf(T)=T2Aτ⟶0limτ×N⟶+∞limNLe terme
τ⟶0limτ×N⟶+∞limN peut donner un nombre fini non nul lorsque
t=nT. Lorsque
t=nT, la fonction est oscillante mais de très faible amplitude. A titre d'exemple, avec
A=4,
T=2,
τ=0,01 et
N=100, on obtient graphiquement :
Afin d'obtenir des calculs précis et une démarche rigoureuse, il faut se placer dans le cadre plus général des distibutions (ou fonctions généralisées), introduites par Laurent Schwarz un peu avant 1950. En effet, lorsque
τ⟶0, la fonction
f tend vers un peigne de Dirac. Celui-ci se traite rigoureusement dans le cadre des distributions.
Finalement, on peut simplement dire, à ce stade, que :
τ⟶0limf(t)=?↬ Remarque :Sur le site d'une encyclopédie en ligne célèbre, on peut y lire :