積分のフーリエ変換

以下の積分
 \int_{-\infty}^{t}s(t')dt'
フーリエ変換を求めます。
(※以下に述べることは、斉藤洋一著『信号とシステム (コロナ社)』に書いてあります。)

方針としては、この積分 s(t)とヘビサイド関数の畳み込みなので、ヘビサイド関数のフーリエ変換を求めることに帰着します。(畳み込みのフーリエ変換フーリエ変換の積なので)

ビサイド関数は符号関数から求められます。 \theta(t) = \frac{sgn(t) + 1}{2}です。
ビサイド関数 \theta(t)

符号関数 sgn(t)

ビサイド関数のフーリエ変換を求めるために符号関数のフーリエ変換を求めます。
符号関数は次の関数 g(t)の極限をとったものです。

g(t) = \left\{\begin{array}{l}e^{-at}\theta(t)\,\,\,(t\geq0) \\-e^{at}\theta(-t)\,\,\,(t<0)\end{array}\right.

 \mathcal{F}[sgn(t)] = \lim_{a\to 0}\mathcal{F}[g(t)] = \frac{1}{j\pi f}

 \mathcal{F}[\theta(t)] = \mathcal{F}[\frac{sgn(t) + 1}{2}]=\frac{1}{2}\mathcal{F}[sgn(t)] + \frac{1}{2}\mathcal{F}[1]=\frac{1}{j 2\pi f} + \frac{1}{2}\delta(f)

さて、ヘビサイド関数のフーリエ変換が求まりました。これを使って積分フーリエ変換を求めます。積分は畳み込みです。
 \int_{-\infty}^{t}s(t')dt'=\int_{-\infty}^{\infty}s(t')\theta(t-t')dt' = s(t)*\theta(t)
畳み込みのフーリエ変換フーリエ変換の積です。
 \mathcal{F}[\int_{-\infty}^{t}s(t')dt'] = \mathcal{F}[s(t)*\theta(t)] = \mathcal{F}[s(t)]\mathcal{F}[\theta(t)]=\frac{1}{j 2\pi f}S(f) + \frac{1}{2}S(0)\delta(f)