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Equazione con sinc^2

Analisi, geometria, algebra, topologia...

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[1] Equazione con sinc^2

Messaggioda Foto Utentebanjoman » 20 mar 2017, 2:01

Sto aiutando uno studente a preparare un esame di comunicazioni elettriche ma mi sono ritrovato improvvisamente nel pallone quando mi ha chiesto come si risolverebbe una equazione come questa:
a[ 1 + sinc^2(a) ] = p
ove
a = B\tau

Sostanzialmente, avendo (nel dominio del tempo) un singolo impulso di durata \tau, centrato nell'origine, si tratta di derminare la banda B tale per cui la potenza percentuale trasmessa sia pari a p. La formula sarebbe, secondo il docente, l'approssimazione utilizzata per a<1.
E' stato chiesto di determinare B affinche' la potenza trasmessa sia pari all'80% (ovvero p=0,8). Mi sono scervellato un po', ma non mi viene in mente nessun metodo risolutivo a parte quello di utilizzare metodi numerici (con Maxima o simili).

Io non sono specialista di teoria di segnali, e nei miei appunti e libri ho trovato poco o nulla su cio'.

Avete qualche idea?

O_/

Max
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[2] Re: Equazione con sinc^2

Messaggioda Foto Utenteg.schgor » 20 mar 2017, 8:09

Se ti interessa il risultato,
per p=0.8 è a=0.6045
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[3] Re: Equazione con sinc^2

Messaggioda Foto Utentebanjoman » 20 mar 2017, 11:12

Grazie Foto Utenteg.schgor :ok:
Ma come hai fatto a calcolarlo? A me interessa sapere anche un possibile procedimento risolutivo.
Ho sottomano wxMaxima, ma quando cerco di risolvere quell'equazione mi da' come tutta risposta "unable to solve" :(
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[4] Re: Equazione con sinc^2

Messaggioda Foto UtenteIanero » 20 mar 2017, 11:38

Non so se ho capito bene il problema, ma in caso affermativo:

a+a\frac{\sin ^{2}\left( a \right)}{a^{2}}=p

a+\frac{\sin ^{2}\left( a \right)}{a}=p

a^{2}+\sin ^{2}\left( a \right)=ap

ap-a^{2}=\sin ^{2}\left( a \right)

ap-a^{2} \approx a^{2}

p \approx 2a
:shock:
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[5] Re: Equazione con sinc^2

Messaggioda Foto UtenteIanero » 20 mar 2017, 11:43

In caso di non approssimazione si risolve per via grafica:

\sin ^{2}\left( a \right)=ap-a^{2}

p=1:

p=1.jpeg


p=2:

p=2.jpeg


e così via...
:shock:
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[6] Re: Equazione con sinc^2

Messaggioda Foto Utentebanjoman » 20 mar 2017, 11:47

Grazie Foto UtenteIanero
Effettivamente mi ero dimenticato che per a sufficientemente piccolo si puo' scrivere sin(x)\approx x... :oops:
Ma la risoluzione grafica e' ancora usata nel XXI secolo? :D

Il risultato indicato da Foto Utenteg.schgor sembra essere stato ottenuto per via grafica o numerica...
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[7] Re: Equazione con sinc^2

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 20 mar 2017, 11:51

Purtroppo non capisco la soluzione di Giovanni :(

La soluzione esatta è solo numerica.
Però, se scriviamo

a\left( 1+\text{sinc}^2 a\right)=p

come

a\left( 1+\frac{\sin^2 a}{a^2}\right)=p

ammesso che per la sinc utilizziate la versione non normalizzata (ma con la normalizzata il risultato non cambierebbe)

posso scrivere che

a^2-pa+\sin^2a=0

ma se fra le ipotesi ho che a<1 posso approssimare il seno al primo termine di Taylor

a^2-pa+a^2 \approx 0

cioè a=0 che è una soluzione che non verifica l'equazione, oppure

a \approx \frac{p}{2}

cioè a \approx 0.4

con wolframalpha ho che a=0.411341

Ma magari sbaglio qualcosa io.

EDIT: corretta formula errata.
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[8] Re: Equazione con sinc^2

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 20 mar 2017, 11:53

preceduto da Foto UtenteIanero :D
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[9] Re: Equazione con sinc^2

Messaggioda Foto Utentebanjoman » 20 mar 2017, 11:54

Effettivamente e' la soluzione di Foto Utenteg.schgor che mi lascia spiazzato....
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[10] Re: Equazione con sinc^2

Messaggioda Foto Utentebanjoman » 20 mar 2017, 12:23

PietroBaima ha scritto:cioè p \approx 0.4


Forse intendevi scrivere:
a \approx 0.4

Per il resto tra Foto UtentePietroBaima e Foto UtenteIanero non vedo una grinza nei loro ragionamenti. DIrei che il problema puo' considerarsi risolto, dato che si richiede di risolvere l'equazione proprio per valori di a tali che a < 1
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