viii. برای ، بطور پیوسته مشتقپذیر بوده و برای ، باشد.
آنگاه، برای ، به طور مجانبی دارای توزیع است که در آن ، و . در رابطه آخر
و در نظر گرفته شده است.
همچنین، فرض کنید تجزیه مقدار ویژه[۳۲] باشد که در آن یک ماتریس یکانی[۳۳] و است. آنگاه، برای ، به طور مجانبی دارای توزیع خواهد بود، که در آن و به ترتیب دارای توزیع مجانبی و بوده و مستقل نیز هستند. توجه کنید که، برای ، به صورت تعریف شده و است.
برای درک مفهوم قضیه ۲-۵، به ارزیابی برخی از کمیتها تحت فرض و ، برای برخی مقادیر و صحیح، به طوری که و برای برخی
باشد، میپردازیم. در این حالت، میتوان نشان داد که
۲-۷ |
که در آن برای برخی مقادیر ، و ،
,
است.
این نتیجه یک احتمال از قله از طیف خط در دورهنگار لاپلاسی را آشکار می کند. قله طیف در در فرکانسهای همساز از سیگنال سینوسی و در فرکانسهای را آشکار می کند.
به طور خاص، باید سه حالت زیر را بصورت جداگانه بررسی کرد:
حالت ۱:
یک فرکانس همساز یا نیمهمساز[۳۴] نیست، به این معنی که،
به این فرکانس، فرکانس نوع یک میگویند. در این حالت، ، است و، بنابراین،
و است. در این صورت، دارای توزیع مجانبی خواهد بود و در نتیجه:
۲-۸ |
این بدان معنی است که فرکانس نوع یک دورهنگار لاپلاسی و سیگنال آزاد[۳۵] یکسانی دارند با این تفاوت که مولفه مقیاس با جایگزین شده است. قله طیف در به عنوان یک کمیت وابسته به سیگنال آشکار است.
حالت ۲:
یک فرکانس نیمهمساز است، به این معنی که، برای برخی از عدد صحیح فرد ، است. این نوع فرکانس را فرکانس نوع دو مینامیم. این امر تنها در صورتی امکان پذیر است که عدد صحیح و زوج باشد. در این حالت، ، و است و،بنابراین، به طور مجانبی دارای توزیع خواهد بود، که در آن
است.
از آنجایی که الزاما متناسب با نیست، دورهنگار لاپلاسی در فرکانسهای نوع دوم عموما دارای توزیع مقیاس مرکزی شده[۳۶] نخواهد بود، بلکه توزیع آن به صورت مجموع وزنی از دو متغیر تصادفی مستقل مرکزی است. حتی در حالت خاصی که در آن ، تنها میتوانیم نتیجه بگیریم که است که در آن و
لازما برابر نیستند. با این حال، میتوانیم را برابر با فرض کنیم و تقریب مرتبه اول را به صورت زیر بدست آوریم:
۲-۹ |
عامل رابطه (۲-۹) را از رابطه (۲-۸) متمایز می کند. با قرار دادن ، توزیع رابطه (۲-۹) با میانگین مجانبی دورهنگارهای لاپلاسی، که برابر است، هماهنگ خواهد بود. سیگنال های وابسته از فاکتور مقیاس عامل آشکاری از قله طیف از سیگنال است.
حالت ۳:
فرکانس همساز است، یعنی، برای برخی از عدد صحیح ، است و آن را فرکانس نوع سه مینامیم. در چنین فرکانسی، مقداری غیر صفر است و رابطه (۲-۷) را نمی توان بیش از این ساده کرد و، بنابراین، دورهنگار لاپلاسی به صورت مجموع وزنی از دو متغیر تصادفی مستقل با توزیع نامرکزی است به طوری که با بهره گرفتن از تقریب مرتبه اول میتوانیم رابطه زیر را بنویسیم: