Demonstruje to zjawisko aliasingu – dwa przedstawione sygnały są swoimi „aliasami”, niemożliwymi do rozróżnienia po spróbkowaniu thumb|400px|Rekonstrukcja widma sygnału oryginalnego przy pomocy filtru dolnoprzepustowego usuwającego obrazy widma
Widmo sygnału oryginalnego oraz kopie tego widma, przesunięte o wszystkie całkowite wielokrotności częstotliwości próbkowania, nie nachodzą na siebie. W teorii oznacza to, że widmo sygnału ciągłego musi być ograniczone do pewnego przedziału częstotliwości, a poza nim mieć wartość zerową:
gdzie to częstotliwość graniczna widma. Częstotliwość próbkowania jest odwrotnością okresu próbkowania, czyli odstępu w czasie między kolejnymi próbkami: Częstotliwość próbkowania powinna spełniać warunek Jest możliwość idealnego odfiltrowania sygnału oryginalnego z sygnału spróbkowanego to znaczy usunięcia zwielokrotnionych kopii bez zmiany wartości fazy i amplitudy (trzeci rysunek). Aby tego dokonać, potrzebny jest filtr o transmitancji:
Jeśli opisane twierdzeniem Kotielnikowa–Shannona warunki nie są spełnione, pojawia się problem aliasingu, którego nie można usunąć bez znajomości oryginalnego sygnału ciągłego. W praktyce żaden w powyższych warunków nie jest spełniony: