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狄里赫利條件,狄利赫利條件是什么

來(lái)源:整理 時(shí)間:2025-01-21 02:05:49 編輯:智能門戶 手機(jī)版

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1,狄利赫利條件是什么

不知道你問(wèn)的是數(shù)學(xué)方面還是物理方面,其實(shí)在數(shù)學(xué)里面也有很多以這個(gè)名字命名的.比如,Dirichlet判別冪級(jí)數(shù)收斂條件的: 還有 Fourier級(jí)數(shù)收斂性的Dirichlet條件: 函數(shù)分段單調(diào),有界.數(shù)學(xué)物理上的邊界條件:給定邊界面上的函數(shù)值,稱為(Dirichlet)邊界條件或第一類邊界條件
你好!數(shù)學(xué)物理上的邊界條件:給定邊界面上的函數(shù)值,稱為(Dirichlet)邊界條件或第一類邊界條件希望對(duì)你有所幫助,望采納。

狄利赫利條件是什么

2,什么是狄里赫利條件電工原理

屬于傅里葉級(jí)數(shù)分析使用的條件: 傅里葉在提出傅里葉級(jí)數(shù)時(shí)堅(jiān)持認(rèn)為,任何一個(gè)周期信號(hào)都可以展開成傅里葉級(jí)數(shù),雖然這個(gè)結(jié)論在當(dāng)時(shí)引起許多爭(zhēng)議,但持異議者卻不能給出有力的不同論據(jù)。直到20年后(1829年)狄里赫利才對(duì)這個(gè)問(wèn)題作出了令人信服的回答,狄里赫利認(rèn)為,只有在滿足一定條件時(shí),周期信號(hào)才能展開成傅里葉級(jí)數(shù)。這個(gè)條件被稱為狄里赫利條件,其內(nèi)容為 ⑴ 在一個(gè)周期內(nèi),周期信號(hào) x(t) 必須絕對(duì)可積; ⑵ 在一個(gè)周期內(nèi),周期信號(hào) x(t) 只能有有限個(gè)極大值和極小值; ⑶ 在一個(gè)周期內(nèi),周期信號(hào) x(t) 只能有有限個(gè)不連續(xù)點(diǎn),而且,在這些不連續(xù)點(diǎn)上, x(t) 的函數(shù)值必須是有限值。

什么是狄里赫利條件電工原理

3,請(qǐng)問(wèn)傅里葉變換中的狄里赫利條件是怎么來(lái)的啊

狄里赫利條件:⑴ 在一個(gè)周期內(nèi),周期信號(hào) x(t) 必須絕對(duì)可積; ⑵ 在一個(gè)周期內(nèi),周期信號(hào) x(t) 只能有有限個(gè)極大值和極小值; ⑶ 在一個(gè)周期內(nèi),周期信號(hào) x(t) 只能有有限個(gè)不連續(xù)點(diǎn),而且,在這些不連續(xù)點(diǎn)上, x(t) 的函數(shù)值必須是有限值。我也自己思考過(guò),但是肯定不嚴(yán)謹(jǐn),下面我就隨便說(shuō)說(shuō)。<1>要求絕對(duì)可積,從數(shù)學(xué)上來(lái)說(shuō),就是要求函數(shù)處在L2空間,從物理上來(lái)說(shuō),也就是信號(hào)能量有限。<2>有限個(gè)極值,所以才能黎曼積分,否則只能用勒被格積分。并且泛函中有定理,正交分解時(shí),無(wú)窮維的系數(shù)必須趨于0,否則就不是可分解的。所以信號(hào)函數(shù)的振蕩頻率不可能無(wú)限高。無(wú)窮多的極值,肯定造成振蕩頻率的無(wú)窮高。<3>同2的道理,具有無(wú)窮間斷的點(diǎn)的函數(shù),只能用勒被格積分。況且跳躍間斷點(diǎn)也會(huì)造成頻率趨于無(wú)窮時(shí),系數(shù)不趨于0。平常使用的都是黎曼積分,如果你非要說(shuō)如果用勒被格積分,那么狄里赫利條件可能只是由于要把信號(hào)函數(shù)限制在可分解的L2空間中。

請(qǐng)問(wèn)傅里葉變換中的狄里赫利條件是怎么來(lái)的啊

4,傅里葉級(jí)數(shù)里三角函數(shù)系的正交性為什么

在物理學(xué)中,我們已經(jīng)知道最簡(jiǎn)單的波是諧波(正弦波), 它是形如Asin(ωt+Φ) 的波,其中 A是振幅, ω是角頻率, Φ是初相位.其他的波如矩形波,鋸形波等往往都可以用一 系列諧波的疊加表示出來(lái).這就是說(shuō),設(shè) f(t)是一個(gè)周期為T 的波,在一定條件下可以把它寫成f(t)=A0+∑n=1+∞Ansin(nωt+Φ) =A0+∑n=1+∞ancos(nωt)+bnsin(nωt)
<< 傅里葉級(jí)數(shù)的三角函數(shù)形式 >> 設(shè)f(t)為一非正弦周期函數(shù),其周期為t,頻率和角頻率分別為f , ω1。由于工程實(shí)際中的非正弦周期函數(shù),一般都滿足狄里赫利條件,所以可將它展開成傅里葉級(jí)數(shù)。即 其中a0/2稱為直流分量或恒定分量;其余所有的項(xiàng)是具有不同振幅,不同初相角而頻率成整數(shù)倍關(guān)系的一些正弦量。a1cos(ω1t+ψ1)項(xiàng)稱為一次諧波或基波,a1,ψ1分別為其振幅和初相角;a2cos(ω2t+ψ2)項(xiàng)的角頻率為基波角頻率ω1的2倍,稱為二次諧波,a2,ψ2分別為其振幅和初相角;其余的項(xiàng)分別稱為三次諧波,四次諧波等。基波,三次諧波,五次諧波……統(tǒng)稱為奇次諧波;二次諧波,四次諧波……統(tǒng)稱為偶次諧波;除恒定分量和基波外,其余各項(xiàng)統(tǒng)稱為高次諧波。式(10-2-1)說(shuō)明一個(gè)非正弦周期函數(shù)可以表示一個(gè)直流分量與一系列不同頻率的正弦量的疊加。 上式有可改寫為如下形式,即 當(dāng)a0,an, ψn求得后,代入式 (10-2-1),即求得了非正弦周期函數(shù)f(t)的傅里葉級(jí)數(shù)展開式。 把非正弦周期函數(shù)f(t)展開成傅里葉級(jí)數(shù)也稱為諧波分析。工程實(shí)際中所遇到的非正弦周期函數(shù)大約有十余種,它們的傅里葉級(jí)數(shù)展開式前人都已作出,可從各種數(shù)學(xué)書籍中直接查用。 從式(10-2-3)中看出,將n換成(-n)后即可證明有 a-n=an b-n=-bn a-n=an ψ-n=-ψn 即an和an是離散變量n的偶函數(shù),bn和ψn是n的奇函數(shù)。 二. 傅里葉級(jí)數(shù)的復(fù)指數(shù)形式 將式(10-2-2)改寫為 可見(jiàn) 與 互為共軛復(fù)數(shù)。代入式(10-2-4)有 上式即為傅里葉級(jí)數(shù)的復(fù)指數(shù)形式。 下面對(duì)和上式的物理意義予以說(shuō)明: 由式(10-2-5)得的模和輻角分別為 可見(jiàn)的模與幅角即分別為傅里葉級(jí)數(shù)第n次諧波的振幅an與初相角ψn,物理意義十分明確,故稱為第n次諧波的復(fù)數(shù)振幅。 的求法如下:將式(10-2-3a,b)代入式(10-2-5)有 上式即為從已知的f(t)求的公式。這樣我們即得到了一對(duì)相互的變換式(10-2-8)與(10-2-7),通常用下列符號(hào)表示,即 即根據(jù)式(10-2-8)由已知的f(t)求得,再將所求得的代入式(10-2-7),即將f(t)展開成了復(fù)指數(shù)形式的傅立葉級(jí)數(shù)。 在(10-2-7)中,由于離散變量n是從(-∞)取值,從而出現(xiàn)了負(fù)頻率(-nω1)。但實(shí)際工程中負(fù)頻率是無(wú)意義的,負(fù)頻率的出現(xiàn)只具有數(shù)學(xué)意義,負(fù)頻率(-nω1)一定是與正頻率nω1成對(duì)存在的,它們的和構(gòu)成了一個(gè)頻率為nω1的正弦分量。即 引入傅立葉級(jí)數(shù)復(fù)指數(shù)形式的好處有二:(1)復(fù)數(shù)振幅同時(shí)描述了第n次諧波的振幅an和初相角ψn;(2)為研究信號(hào)的頻譜提供了途徑和方便。 高等數(shù)學(xué)中的傅立葉級(jí)數(shù) 傅立葉系數(shù) 傅立葉系數(shù)包括系數(shù) ,積分號(hào)和它的積分域,以及里面的兩個(gè)周期函數(shù)的乘積——其中一個(gè)是關(guān)于f的,另一個(gè)是關(guān)于x的函數(shù)f(x),另一個(gè)則是和級(jí)數(shù)項(xiàng)n有關(guān)的三角函數(shù)值。這個(gè)三角函數(shù)可以是正弦,也可以是余弦,因此傅立葉系數(shù)包括正弦系數(shù)和余弦系數(shù)。其中當(dāng)n=0時(shí),余弦值為1,此時(shí)存在一個(gè)特殊的系數(shù) ,它只與x有關(guān)。正弦系數(shù)再成一個(gè)正弦,余弦再乘一個(gè)余弦,相加并且隨n求和,再加上一半的 ,就稱為了這個(gè)特別的函數(shù)f(x)的傅立葉級(jí)數(shù)。為什么它特別呢,我想因?yàn)檫@里只有它只限于一個(gè)周期函數(shù)而已,而級(jí)數(shù)的周期就是f(x)的周期,2 。 如果函數(shù)f(x)存在一個(gè)周期,但是不是2 了,而是關(guān)于y軸對(duì)稱的任意一個(gè)范圍,它還能寫成傅立葉級(jí)數(shù)么?也可以的。只要把傅立葉系數(shù)里的 換成l,并且把積分號(hào)里的三角函數(shù)中的n 下除一個(gè)l,同時(shí)把系數(shù)以外的那個(gè)n 底下也除一個(gè)l。其他的都不動(dòng)。也可以認(rèn)為,2 周期的傅立葉級(jí)數(shù)其實(shí)三角函數(shù)中x前面的系數(shù)應(yīng)該是 ,其他的 (積分域和系數(shù))應(yīng)該是x,只不過(guò)這時(shí)所有的l都是 罷了。 前面提及了,周期或是積分域,是關(guān)于y軸的一個(gè)任意范圍。其實(shí)周期函數(shù)不用強(qiáng)調(diào)這個(gè),但是為什么還要說(shuō)呢?因?yàn)橐貏e強(qiáng)調(diào)一下定義域是滿的。有些函數(shù)的定義域不是滿的,是0到l,當(dāng)然這樣它有可能不是周期的。這些函數(shù)能寫成傅立葉級(jí)數(shù)么?同樣可以。而且,它的寫法不再是正弦和余弦函數(shù)的累積,而是單獨(dú)的一個(gè)正弦函數(shù)或是余弦函數(shù)。具體怎么寫,就取決于怎么做。因?yàn)橛蚴且话氲模宰匀欢幌氲桨涯且话胙a(bǔ)齊,f就成了周期函數(shù)。補(bǔ)齊既可以補(bǔ)成奇函數(shù)也可以補(bǔ)成偶函數(shù)。補(bǔ)成積函數(shù),寫成的級(jí)數(shù)只有正弦項(xiàng),即 為0。補(bǔ)成偶函數(shù),寫成的級(jí)數(shù)就只含有余弦項(xiàng)和第一項(xiàng),即 為0。而,傅立葉系數(shù)相比非積非偶的函數(shù)要大一倍。 其實(shí),如果不經(jīng)延拓,上面那些對(duì)于奇偶函數(shù)同樣使用。 在做題時(shí),常??吹郊?jí)數(shù)后面跟著一個(gè)系數(shù)還有一個(gè)正弦函數(shù),然后后面給出了這個(gè)系數(shù)很復(fù)雜的一串式子,這時(shí)候就容易突然短路了。但是如果再定睛一看,會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)那個(gè)系數(shù)不過(guò)是一個(gè)有積分的傅立葉系數(shù)而已。那么一大串,應(yīng)該看什么呢?應(yīng)當(dāng)先看積分域,一下就可以定出周期了。第二步要明確級(jí)數(shù)和函數(shù)的關(guān)系即等價(jià)關(guān)系。函數(shù)不但包含在級(jí)數(shù)中,而且函數(shù)本身也是和級(jí)數(shù)等價(jià)的。但一般那個(gè)級(jí)數(shù)里的函數(shù)是一個(gè)擺設(shè),不起什么作用。

5,傅里葉級(jí)數(shù)求和的便利之處

表示答案錯(cuò)了 中間的a0對(duì)了 但是后面要除以2 還有當(dāng)x等于0得時(shí)候 結(jié)是是負(fù)的不是正的 最后的級(jí)數(shù)和也錯(cuò)了 不是?的pai是1/8乘以pai
一. 傅里葉級(jí)數(shù)的三角函數(shù)形式   設(shè)f(t)為一非正弦周期函數(shù),其周期為t,頻率和角頻率分別為f , ω1。由于工程實(shí)際中的非正弦周期函數(shù),一般都滿足狄里赫利條件,所以可將它展開成傅里葉級(jí)數(shù)。即   其中a0/2稱為直流分量或恒定分量;其余所有的項(xiàng)是具有不同振幅,不同初相角而頻率成整數(shù)倍關(guān)系的一些正弦量。a1cos(ω1t+ψ1)項(xiàng)稱為一次諧波或基波,a1,ψ1分別為其振幅和初相角;a2cos(ω2t+ψ2)項(xiàng)的角頻率為基波角頻率ω1的2倍,稱為二次諧波,a2,ψ2分別為其振幅和初相角;其余的項(xiàng)分別稱為三次諧波,四次諧波等。基波,三次諧波,五次諧波……統(tǒng)稱為奇次諧波;二次諧波,四次諧波……統(tǒng)稱為偶次諧波;除恒定分量和基波外,其余各項(xiàng)統(tǒng)稱為高次諧波。式(10-2-1)說(shuō)明一個(gè)非正弦周期函數(shù)可以表示一個(gè)直流分量與一系列不同頻率的正弦量的疊加。   上式有可改寫為如下形式,即   當(dāng)a0,an, ψn求得后,代入式 (10-2-1),即求得了非正弦周期函數(shù)f(t)的傅里葉級(jí)數(shù)展開式。   把非正弦周期函數(shù)f(t)展開成傅里葉級(jí)數(shù)也稱為諧波分析。工程實(shí)際中所遇到的非正弦周期函數(shù)大約有十余種,它們的傅里葉級(jí)數(shù)展開式前人都已作出,可從各種數(shù)學(xué)書籍中直接查用。   從式(10-2-3)中看出,將n換成(-n)后即可證明有   a-n=an   b-n=-bn   a-n=an   ψ-n=-ψn   即an和an是離散變量n的偶函數(shù),bn和ψn是n的奇函數(shù)。   二. 傅里葉級(jí)數(shù)的復(fù)指數(shù)形式   將式(10-2-2)改寫為   可見(jiàn) 與 互為共軛復(fù)數(shù)。代入式(10-2-4)有   上式即為傅里葉級(jí)數(shù)的復(fù)指數(shù)形式。   下面對(duì)和上式的物理意義予以說(shuō)明:   由式(10-2-5)得的模和輻角分別為   可見(jiàn)的模與幅角即分別為傅里葉級(jí)數(shù)第n次諧波的振幅an與初相角ψn,物理意義十分明確,故稱為第n次諧波的復(fù)數(shù)振幅。   的求法如下:將式(10-2-3a,b)代入式(10-2-5)有   上式即為從已知的f(t)求的公式。這樣我們即得到了一對(duì)相互的變換式(10-2-8)與(10-2-7),通常用下列符號(hào)表示,即   即根據(jù)式(10-2-8)由已知的f(t)求得,再將所求得的代入式(10-2-7),即將f(t)展開成了復(fù)指數(shù)形式的傅立葉級(jí)數(shù)。   在(10-2-7)中,由于離散變量n是從(-∞)取值,從而出現(xiàn)了負(fù)頻率(-nω1)。但實(shí)際工程中負(fù)頻率是無(wú)意義的,負(fù)頻率的出現(xiàn)只具有數(shù)學(xué)意義,負(fù)頻率(-nω1)一定是與正頻率nω1成對(duì)存在的,它們的和構(gòu)成了一個(gè)頻率為nω1的正弦分量。即   引入傅立葉級(jí)數(shù)復(fù)指數(shù)形式的好處有二:(1)復(fù)數(shù)振幅同時(shí)描述了第n次諧波的振幅an和初相角ψn;(2)為研究信號(hào)的頻譜提供了途徑和方便。   高等數(shù)學(xué)中的傅立葉級(jí)數(shù)  傅立葉系數(shù)  傅立葉系數(shù)包括系數(shù) ,積分號(hào)和它的積分域,以及里面的兩個(gè)周期函數(shù)的乘積——其中一個(gè)是關(guān)于f的,另一個(gè)是關(guān)于x的函數(shù)f(x),另一個(gè)則是和級(jí)數(shù)項(xiàng)n有關(guān)的三角函數(shù)值。這個(gè)三角函數(shù)可以是正弦,也可以是余弦,因此傅立葉系數(shù)包括正弦系數(shù)和余弦系數(shù)。其中當(dāng)n=0時(shí),余弦值為1,此時(shí)存在一個(gè)特殊的系數(shù) ,它只與x有關(guān)。正弦系數(shù)再成一個(gè)正弦,余弦再乘一個(gè)余弦,相加并且隨n求和,再加上一半的 ,就稱為了這個(gè)特別的函數(shù)f(x)的傅立葉級(jí)數(shù)。為什么它特別呢,我想因?yàn)檫@里只有它只限于一個(gè)周期函數(shù)而已,而級(jí)數(shù)的周期就是f(x)的周期,2 ?! ∪绻瘮?shù)f(x)存在一個(gè)周期,但是不是2 了,而是關(guān)于y軸對(duì)稱的任意一個(gè)范圍,它還能寫成傅立葉級(jí)數(shù)么?也可以的。只要把傅立葉系數(shù)里的 換成l,并且把積分號(hào)里的三角函數(shù)中的n 下除一個(gè)l,同時(shí)把系數(shù)以外的那個(gè)n 底下也除一個(gè)l。其他的都不動(dòng)。也可以認(rèn)為,2 周期的傅立葉級(jí)數(shù)其實(shí)三角函數(shù)中x前面的系數(shù)應(yīng)該是 ,其他的 (積分域和系數(shù))應(yīng)該是x,只不過(guò)這時(shí)所有的l都是 罷了。  前面提及了,周期或是積分域,是關(guān)于y軸的一個(gè)任意范圍。其實(shí)周期函數(shù)不用強(qiáng)調(diào)這個(gè),但是為什么還要說(shuō)呢?因?yàn)橐貏e強(qiáng)調(diào)一下定義域是滿的。有些函數(shù)的定義域不是滿的,是0到l,當(dāng)然這樣它有可能不是周期的。這些函數(shù)能寫成傅立葉級(jí)數(shù)么?同樣可以。而且,它的寫法不再是正弦和余弦函數(shù)的累積,而是單獨(dú)的一個(gè)正弦函數(shù)或是余弦函數(shù)。具體怎么寫,就取決于怎么做。因?yàn)橛蚴且话氲?,所以自然而然想到把那一半補(bǔ)齊,f就成了周期函數(shù)。補(bǔ)齊既可以補(bǔ)成奇函數(shù)也可以補(bǔ)成偶函數(shù)。補(bǔ)成積函數(shù),寫成的級(jí)數(shù)只有正弦項(xiàng),即 為0。補(bǔ)成偶函數(shù),寫成的級(jí)數(shù)就只含有余弦項(xiàng)和第一項(xiàng),即 為0。而,傅立葉系數(shù)相比非積非偶的函數(shù)要大一倍?! ∑鋵?shí),如果不經(jīng)延拓,上面那些對(duì)于奇偶函數(shù)同樣使用?! ≡谧鲱}時(shí),常??吹郊?jí)數(shù)后面跟著一個(gè)系數(shù)還有一個(gè)正弦函數(shù),然后后面給出了這個(gè)系數(shù)很復(fù)雜的一串式子,這時(shí)候就容易突然短路了。但是如果再定睛一看,會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)那個(gè)系數(shù)不過(guò)是一個(gè)有積分的傅立葉系數(shù)而已。那么一大串,應(yīng)該看什么呢?應(yīng)當(dāng)先看積分域,一下就可以定出周期了。第二步要明確級(jí)數(shù)和函數(shù)的關(guān)系即等價(jià)關(guān)系。函數(shù)不但包含在級(jí)數(shù)中,而且函數(shù)本身也是和級(jí)數(shù)等價(jià)的。但一般那個(gè)級(jí)數(shù)里的函數(shù)是一個(gè)擺設(shè),不起什么作用
我就舉個(gè)例子吧,希望對(duì)你有幫助.你先用你自己的方法求級(jí)數(shù)∑(∞,n=1) 1/(2n-1)2的和.再看一下下面的解法:你將f(x)=x2在(0,π)上展為余弦級(jí)數(shù).將函數(shù)f(x)偶延拓,則有bn=0, a0=2/π∫(π,0) x2dx=2/3π2,an=2/π∫(π,0)x2cosnxdx=2/π[(x2/n )sinnx+2x/n2cosnx-(2/n3)sinnx]|(上π,下0)=(4/n2)*(-1)^n,故x2=2/3π2+4∑(∞,n=1)( (-1)^n/n2)cosnx (0<x<π)在x=0處,級(jí)數(shù)收斂于0,所以∑(∞,n=1)( (-1)^n/n2)=π2/12在x=π處,級(jí)數(shù)收斂于π2,所以∑(∞,n=1) 1/n2=π2/6因此∑(∞,n=1) 1/(2n-1)2=π2/2所以說(shuō)傅里葉級(jí)數(shù)解決了一大類問(wèn)題的求和.

6,傅里葉級(jí)數(shù)的詳細(xì)介紹

 fourier series   一種特殊的三角級(jí)數(shù)。法國(guó)數(shù)學(xué)家j.-b.-j.傅里葉在研究偏微分方程的邊值問(wèn)題時(shí)提出。從而極大地推動(dòng)了偏微分方程理論的發(fā)展。在中國(guó),程民德最早系統(tǒng)研究多元三角級(jí)數(shù)與多元傅里葉級(jí)數(shù)。他首先證明 傅里葉級(jí)數(shù)多元三角級(jí)數(shù)球形和的唯一性定理,并揭示了多元傅里葉級(jí)數(shù)的里斯 - 博赫納球形平均的許多特性。傅里葉級(jí)數(shù)曾極大地推動(dòng)了偏微分方程理論的發(fā)展。在數(shù)學(xué)物理以及工程中都具有重要的應(yīng)用。 給定一個(gè)周期為t的函數(shù)x(t),那么它可以表示為無(wú)窮級(jí)數(shù):   <math>x(t)=\sum _   其中,<math>a_k</math>可以按下式計(jì)算: 傅里葉級(jí)數(shù) <math>a_k=\frac   注意到<math>f_k(t)=e^ 傅里葉級(jí)數(shù)的收斂性:滿足狄利赫里條件的周期函數(shù)表示成的傅里葉級(jí)數(shù)都收斂。狄利赫里條件如下:   在任何周期內(nèi),x(t)須絕對(duì)可積; 傅里葉級(jí)數(shù) 在任一有限區(qū)間中,x(t)只能取有限個(gè)最大值或最小值;   在任何有限區(qū)間上,x(t)只能有有限個(gè)第一類間斷點(diǎn)。   吉布斯現(xiàn)象:在x(t)的不可導(dǎo)點(diǎn)上,如果我們只取(1)式右邊的無(wú)窮級(jí)數(shù)中的有限項(xiàng)作和x(t),那么x(t)在這些點(diǎn)上會(huì)有起伏。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子是方波信號(hào)。  所謂的兩個(gè)不同向量正交是指它們的內(nèi)積為0,這也就意味著這兩個(gè)向量之間沒(méi)有任何相關(guān)性,例如,在三維歐氏空間中,互相垂直的向量之間是正交的。事實(shí)上,正交是垂直在數(shù)學(xué)上的的一種抽象化和一般化。一組n個(gè)互相正交的向量必然是線形無(wú)關(guān)的,所以必然可以張成一個(gè)n維空間,也就是說(shuō),空間中的任何一個(gè)向量可以用它們來(lái)線形表出。三角函數(shù)族的正交性用公式表示出來(lái)就是:   <math>\int _  奇函數(shù)<math>f_o(x)</math>可以表示為正弦級(jí)數(shù),而偶函數(shù)<math>f_e(x)</math>則可以表示成余弦級(jí)數(shù):   <math>f_o(x) = \sum _傅里葉級(jí)數(shù) <math>f_e(x) = \frac 傅里葉級(jí)數(shù)  任何正交函數(shù)系<math>\   <math>\int _   那么級(jí)數(shù)<math>\sum _   <math>c_n=\int _傅里葉級(jí)數(shù) 事實(shí)上,無(wú)論(5)時(shí)是否收斂,我們總有:   <math>\int _ <math>\int _   <math>\int _   <math>\int _   <math>\int _
傅里葉級(jí)數(shù)  Fourier series  一種特殊的三角級(jí)數(shù)。法國(guó)數(shù)學(xué)家J.-B.-J.傅里葉在研究偏微分方程的邊值問(wèn)題時(shí)提出。從而極大地推動(dòng)了偏微分方程理論的發(fā)展。在中國(guó),程民德最早系統(tǒng)研究多元三角級(jí)數(shù)與多元傅里葉級(jí)數(shù)。他首先證明多元三角級(jí)數(shù)球形和的唯一性定理,并揭示了多元傅里葉級(jí)數(shù)的里斯 - 博赫納球形平均的許多特性。傅里葉級(jí)數(shù)曾極大地推動(dòng)了偏微分方程理論的發(fā)展。在數(shù)學(xué)物理以及工程中都具有重要的應(yīng)用?! ?===========================================================================================================  傅里葉級(jí)數(shù)的公式  給定一個(gè)周期為T的函數(shù)x(t),那么它可以表示為無(wú)窮級(jí)數(shù):   <math>x(t)=\sum _  其中,<math>a_k</math>可以按下式計(jì)算:   <math>a_k=\frac  注意到<math>f_k(t)=e^  傅里葉級(jí)數(shù)的收斂性  傅里葉級(jí)數(shù)的收斂性:滿足狄利赫里條件的周期函數(shù)表示成的傅里葉級(jí)數(shù)都收斂。狄利赫里條件如下:   在任何周期內(nèi),x(t)須絕對(duì)可積;   在任一有限區(qū)間中,x(t)只能取有限個(gè)最大值或最小值;   在任何有限區(qū)間上,x(t)只能有有限個(gè)第一類間斷點(diǎn)。   吉布斯現(xiàn)象:在x(t)的不可導(dǎo)點(diǎn)上,如果我們只取(1)式右邊的無(wú)窮級(jí)數(shù)中的有限項(xiàng)作和X(t),那么X(t)在這些點(diǎn)上會(huì)有起伏。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子是方波信號(hào)。   三角函數(shù)族的正交性  所謂的兩個(gè)不同向量正交是指它們的內(nèi)積為0,這也就意味著這兩個(gè)向量之間沒(méi)有任何相關(guān)性,例如,在三維歐氏空間中,互相垂直的向量之間是正交的。事實(shí)上,正交是垂直在數(shù)學(xué)上的的一種抽象化和一般化。一組n個(gè)互相正交的向量必然是線形無(wú)關(guān)的,所以必然可以張成一個(gè)n維空間,也就是說(shuō),空間中的任何一個(gè)向量可以用它們來(lái)線形表出。三角函數(shù)族的正交性用公式表示出來(lái)就是:   <math>\int _  <math>\int _  <math>\int _  <math>\int _  <math>\int _  奇函數(shù)和偶函數(shù)  奇函數(shù)<math>f_o(x)</math>可以表示為正弦級(jí)數(shù),而偶函數(shù)<math>f_e(x)</math>則可以表示成余弦級(jí)數(shù):   <math>f_o(x) = \sum _  <math>f_e(x) = \frac  廣義傅里葉級(jí)數(shù)  任何正交函數(shù)系<math>\  <math>\int _  那么級(jí)數(shù)<math>\sum _  <math>c_n=\int _  事實(shí)上,無(wú)論(5)時(shí)是否收斂,我們總有:   <math>\int _{a}^f^2(x)\,dx \ge \sum _{k=1}^{\infty}c^請(qǐng)問(wèn)傅里葉變換中的狄里赫利條件是怎么來(lái)的啊_{k}</math>成立,這稱作貝塞爾(Bessel)不等式。此外,式(6)是很容易由正交性推出的,因?yàn)閷?duì)于任意的單位正交基<math>\{e_i\}^{N}_{i=1}</math>,向量x在<math>e_i</math>上的投影總為<math><x,e_i></math> 。
一. 傅里葉級(jí)數(shù)的三角函數(shù)形式   設(shè)f(t)為一非正弦周期函數(shù),其周期為T,頻率和角頻率分別為f , ω1。由于工程實(shí)際中的非正弦周期函數(shù),一般都滿足狄里赫利條件,所以可將它展開成傅里葉級(jí)數(shù)。即   其中A0/2稱為直流分量或恒定分量;其余所有的項(xiàng)是具有不同振幅,不同初相角而頻率成整數(shù)倍關(guān)系的一些正弦量。A1cos(ω1t+ψ1)項(xiàng)稱為一次諧波或基波,A1,ψ1分別為其振幅和初相角;A2cos(ω2t+ψ2)項(xiàng)的角頻率為基波角頻率ω1的2倍,稱為二次諧波,A2,ψ2分別為其振幅和初相角;其余的項(xiàng)分別稱為三次諧波,四次諧波等?;ǎ沃C波,五次諧波……統(tǒng)稱為奇次諧波;二次諧波,四次諧波……統(tǒng)稱為偶次諧波;除恒定分量和基波外,其余各項(xiàng)統(tǒng)稱為高次諧波。式(10-2-1)說(shuō)明一個(gè)非正弦周期函數(shù)可以表示一個(gè)直流分量與一系列不同頻率的正弦量的疊加。   上式有可改寫為如下形式,即   當(dāng)A0,An, ψn求得后,代入式 (10-2-1),即求得了非正弦周期函數(shù)f(t)的傅里葉級(jí)數(shù)展開式。   把非正弦周期函數(shù)f(t)展開成傅里葉級(jí)數(shù)也稱為諧波分析。工程實(shí)際中所遇到的非正弦周期函數(shù)大約有十余種,它們的傅里葉級(jí)數(shù)展開式前人都已作出,可從各種數(shù)學(xué)書籍中直接查用。   從式(10-2-3)中看出,將n換成(-n)后即可證明有   a-n=an   b-n=-bn   A-n=An   ψ-n=-ψn   即an和An是離散變量n的偶函數(shù),bn和ψn是n的奇函數(shù)。   二. 傅里葉級(jí)數(shù)的復(fù)指數(shù)形式   將式(10-2-2)改寫為   可見(jiàn) 與 互為共軛復(fù)數(shù)。代入式(10-2-4)有   上式即為傅里葉級(jí)數(shù)的復(fù)指數(shù)形式。   下面對(duì)和上式的物理意義予以說(shuō)明:   由式(10-2-5)得的模和輻角分別為   可見(jiàn)的模與幅角即分別為傅里葉級(jí)數(shù)第n次諧波的振幅An與初相角ψn,物理意義十分明確,故稱為第n次諧波的復(fù)數(shù)振幅。   的求法如下:將式(10-2-3a,b)代入式(10-2-5)有   上式即為從已知的f(t)求的公式。這樣我們即得到了一對(duì)相互的變換式(10-2-8)與(10-2-7),通常用下列符號(hào)表示,即   即根據(jù)式(10-2-8)由已知的f(t)求得,再將所求得的代入式(10-2-7),即將f(t)展開成了復(fù)指數(shù)形式的傅立葉級(jí)數(shù)。   在(10-2-7)中,由于離散變量n是從(-∞)取值,從而出現(xiàn)了負(fù)頻率(-nω1)。但實(shí)際工程中負(fù)頻率是無(wú)意義的,負(fù)頻率的出現(xiàn)只具有數(shù)學(xué)意義,負(fù)頻率(-nω1)一定是與正頻率nω1成對(duì)存在的,它們的和構(gòu)成了一個(gè)頻率為nω1的正弦分量。即   引入傅立葉級(jí)數(shù)復(fù)指數(shù)形式的好處有二:(1)復(fù)數(shù)振幅同時(shí)描述了第n次諧波的振幅An和初相角ψn;(2)為研究信號(hào)的頻譜提供了途徑和方便。   高等數(shù)學(xué)中的傅立葉級(jí)數(shù)  傅立葉系數(shù)  傅立葉系數(shù)包括系數(shù) ,積分號(hào)和它的積分域,以及里面的兩個(gè)周期函數(shù)的乘積——其中一個(gè)是關(guān)于f的,另一個(gè)是關(guān)于x的函數(shù)f(x),另一個(gè)則是和級(jí)數(shù)項(xiàng)n有關(guān)的三角函數(shù)值。這個(gè)三角函數(shù)可以是正弦,也可以是余弦,因此傅立葉系數(shù)包括正弦系數(shù)和余弦系數(shù)。其中當(dāng)n=0時(shí),余弦值為1,此時(shí)存在一個(gè)特殊的系數(shù) ,它只與x有關(guān)。正弦系數(shù)再成一個(gè)正弦,余弦再乘一個(gè)余弦,相加并且隨n求和,再加上一半的 ,就稱為了這個(gè)特別的函數(shù)f(x)的傅立葉級(jí)數(shù)。為什么它特別呢,我想因?yàn)檫@里只有它只限于一個(gè)周期函數(shù)而已,而級(jí)數(shù)的周期就是f(x)的周期,2 ?! ∪绻瘮?shù)f(x)存在一個(gè)周期,但是不是2 了,而是關(guān)于y軸對(duì)稱的任意一個(gè)范圍,它還能寫成傅立葉級(jí)數(shù)么?也可以的。只要把傅立葉系數(shù)里的 換成l,并且把積分號(hào)里的三角函數(shù)中的n 下除一個(gè)l,同時(shí)把系數(shù)以外的那個(gè)n 底下也除一個(gè)l。其他的都不動(dòng)。也可以認(rèn)為,2 周期的傅立葉級(jí)數(shù)其實(shí)三角函數(shù)中x前面的系數(shù)應(yīng)該是 ,其他的 (積分域和系數(shù))應(yīng)該是x,只不過(guò)這時(shí)所有的l都是 罷了?! ∏懊嫣峒傲?,周期或是積分域,是關(guān)于y軸的一個(gè)任意范圍。其實(shí)周期函數(shù)不用強(qiáng)調(diào)這個(gè),但是為什么還要說(shuō)呢?因?yàn)橐貏e強(qiáng)調(diào)一下定義域是滿的。有些函數(shù)的定義域不是滿的,是0到l,當(dāng)然這樣它有可能不是周期的。這些函數(shù)能寫成傅立葉級(jí)數(shù)么?同樣可以。而且,它的寫法不再是正弦和余弦函數(shù)的累積,而是單獨(dú)的一個(gè)正弦函數(shù)或是余弦函數(shù)。具體怎么寫,就取決于怎么做。因?yàn)橛蚴且话氲模宰匀欢幌氲桨涯且话胙a(bǔ)齊,f就成了周期函數(shù)。補(bǔ)齊既可以補(bǔ)成奇函數(shù)也可以補(bǔ)成偶函數(shù)。補(bǔ)成積函數(shù),寫成的級(jí)數(shù)只有正弦項(xiàng),即 為0。補(bǔ)成偶函數(shù),寫成的級(jí)數(shù)就只含有余弦項(xiàng)和第一項(xiàng),即 為0。而,傅立葉系數(shù)相比非積非偶的函數(shù)要大一倍?! ∑鋵?shí),如果不經(jīng)延拓,上面那些對(duì)于奇偶函數(shù)同樣使用?! ≡谧鲱}時(shí),常??吹郊?jí)數(shù)后面跟著一個(gè)系數(shù)還有一個(gè)正弦函數(shù),然后后面給出了這個(gè)系數(shù)很復(fù)雜的一串式子,這時(shí)候就容易突然短路了。但是如果再定睛一看,會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)那個(gè)系數(shù)不過(guò)是一個(gè)有積分的傅立葉系數(shù)而已。那么一大串,應(yīng)該看什么呢?應(yīng)當(dāng)先看積分域,一下就可以定出周期了。第二步要明確級(jí)數(shù)和函數(shù)的關(guān)系即等價(jià)關(guān)系。函數(shù)不但包含在級(jí)數(shù)中,而且函數(shù)本身也是和級(jí)數(shù)等價(jià)的。但一般那個(gè)級(jí)數(shù)里的函數(shù)是一個(gè)擺設(shè),不起什么作用
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