Лекция 4. Дискретное преобразование Фурье (ДПФ)
В данной лекции установим свойства дискретного преобразования Фурье аналогичные свойствам непрерывного преобразования. Как обычно, преобразования типа почленного интегрирования ряда, перестановки порядка суммирования и т.п будут проводится без какого-либо обоснования. Предполагается, что соответствующие функции обладают необходимыми свойствами. 
Основное определение: 
Формула  обращения
Как уже отмечалось, ДПФ является периодической функцией. В дальнейшем при изложении свойств ДПФ будем предполагать, что  . В этом случае период ДПФ равен 1. Обратное преобразование получается почленным интегрированием ряда. Если , то обратное преобразование задается формулой . Данная формула вытекает из соотношения: интеграл  равен 0 при  и 1 иначе.
Свертка
Свертка двух последовательностей определяется  формулой: 
Предложение. ДПФ от свертки двух последовательностей равняется произведению из преобразований Фурье,  а ДПФ от произведения двух последовательностей есть свертка их преобразований Фурье.
Доказательство. Найдем преобразование от произведения последовательностей. Имеем =  =.
В силу периодичности подынтегральных функций, получим . 
Найдем ДПФ от свертки. По определению , . Перемножая эти ряды и собирая коэффициенты при одинаковых степенях, получим  
Отметим очевидные следствия вещественности исходной последовательности: . 
Пример вычисления ДПФ
Ранее было подсчитано ДПФ от единичной последовательности. В реальных условиях полагают, что в отрицательные моменты времени сигнал отсутствует. В этой связи интересно найти ДПФ от дискретного аналога функции .
Предложение. 
Доказательство. Положим =. Теперь

Задача 3. Доказать, что 
Линейные инвариантные системы. 
Рассматриваются последовательности . Очевидным образом определяются сумма последовательностей и произведение на число. В результате  сдвига получается новая последовательность . Дальнейшее работа с последовательностью, полученной в результате дискретизации, заключается в преобразовании с помощью  различных устройств.

Система  осуществляет это преобразование: .. отметим, что  выходная последовательность  является функцией от всей входной последовательности, то есть каждый член входной последовательности зависит, вообще говоря, от всех членов входной последовательности.
Определение. Система   называется инвариантной, если  для любого .
Примеры. 
1.	Точечные системы: , где  произвольная функция ,- инвариантная система.. 
2.	 для произвольного фиксированного  - инвариантная система
3.	 не будет инвариантной. Действительно, пусть . Согласно определению 
Определение. Система называется линейной инвариантной (ЛИС), если она линейна и инвариантна.
Преобразование в примере 2 осуществляется ЛИС.