三角函数性和e指数形式的傅里叶变换
三角级数、傅里叶级数
对于所有在以2pi为周期的函数f(x),可以用一组如下的三角函数系将其展开:
1,cosx,sinx,cox2x,sin2x,……,coxnx,sinnx,……
显然
三角函数性和e指数形式的傅里叶变换
三角级数、傅里叶级数
对于所有在以2pi为周期的函数f(x),可以用一组如下的三角函数系将其展开:
1,cosx,sinx,cox2x,sin2x,……,coxnx,sinnx,……
显然,这组基在[-pi,pi]上是正交的,因此可以在周期区间求积分获得函数f(x)在以三角函数系为基的展开系数,或者说以三角函数系为坐标的投影值a0,an,bn……
一个一般的函数f(x)可以表示为奇函数和偶函数的叠加,因此它的展开既含有正弦项又含有余弦项,但偶函数的展开仅含有常数项a0和正弦项,相似的,奇函数展开仅含有余弦项。
傅里叶级数的复数形式
根据欧拉公式e^jx=cosx+jsinx,任意正弦、余弦项可以用复指表示,即cosx=(e^jx+e^-jx)/2,sinx=(e^jx-e^-jx)/2j。所以,任何一个周期函数f(x)既可以在三角函数系上表出也可以在复指数系1,e^jx,……,e^jnx上表出,在不同的坐标系之间,存在映射关系。但重要的是,由于积分变换的核函数形式发生改变,其物理意义也将有所变化。由于复数的引入,每一个复指数e^jnx相对于三角函数系都变为一个二维量,其物理含义是一条三维螺旋线。其道理非常简单,一个实参a表示数轴上的一点,而一个复数a+bj表示二维坐标上的一点,所以cosx,sinx分别表示
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由于存在关系式:e^j-wt=cos-wt+j*sin-wt,再联想一个信号在三角函数系上的展开,可以认为上述傅里叶变换的意义是得到信号x(t)实部的cos-wt系数以及x(t)虚部的sin-,sin的奇函数性质以及j*j=-1这一定义,对于某一个特定的w',出现在变换式左边的将是x(t)实部的cosw't系数以及x(t)虚部的sinw't系数,两者的加和显然可以用e^jwt的系数表示.
假如直接以几何意义来思考,为什么傅里叶变换式两端正负号不一致,,在周期[-pi,pi]上,只有coswx与coswx的乘积不为零,,一条螺旋线与它自身的乘积再做积分却是零,,可以认为一维是一种特例,而二维是较普遍的表达,也可以认为实数的共轭是它本身,而复数共轭虚部相反.
连续频谱意义
现在来看连续谱线的含义,它与概率密度函数一样,只有相对的意义,也就是说,在频谱上高度相同的两点,只表示这两点含对应频率给信号的贡献相同,,任何一点的概率取值都是零,,或者说是"极限"
带来的困绕,因为物理世界中,时间,能量,都有最小量值,,我们可以仅仅把微积分看作只是一种数学处理,对微小离散累
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