<Poissonの和公式>
[-∞、∞]区間上の任意の連続関数f(x)とそれをフーリエ変換した関数
F(n)=∫[-∞、∞] f(t)e-i2πnt dt
に対して、
Σn=-∞~∞ f(n)=Σn=-∞~∞ F(n)
が成り立つ。
[証明] 連続関数f(t)に対して
g(t)=Σn=-∞~∞ f(n+t)
を定義する。
g(0)=Σn=-∞~∞ f(n)
であり、g(t)は
g(t+1)=g(t)
なる周期性を持つので、フ-リエ級数展開
g(t)=Σn=-∞~∞ cn ei2πnt
ができる。t=0のとき
g(0)=Σn=-∞~∞ cn
が成り立つ。一方、
F(m)=Σn=-∞~∞ ∫[n、n+1] f(t)e-i2πmt dt
=Σn=-∞~∞ ∫[0、1] f(t+n)e-i2πm(t+n) dt
=∫[0、1] [Σn=-∞~∞f(t+n)] e-i2πmt dt
=∫[0、1] g(t) e-i2πmt dt
=∫[0、1] [Σn=-∞~∞ cn ei2πnt] e-i2πmt dt
=Σn=-∞~∞ cn・[∫[0、1] ei2π(n-m)t dt]
=Σn=-∞~∞ cn・δnm
=cm
従って
g(0)=Σn=-∞~∞ f(n)=Σn=-∞~∞ F(m)
が成り立つ。